基于Xtion传感器的玉米果穗三维形态指标测量系统.pdf

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1、62传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2015年第34卷第4期DOI：10．13873／J．1000-9787(2015)04--0062--04基于Xtion传感器的玉米果穗三维形态指标测量系统王可，戈振扬，郭浩，张皓然，陈林，全天惠(1．昆明理工大学现代农业工程学院，云南昆明650500；2．中国农业大学农业部农业信息获取技术重点实验室，北京100083)摘要：为了快速无损测量玉米果穗三维形态指标，设计了一种基于Xtion传感器的玉米果穗三维形态指标测量系统。采

2、用Xtion配合电动转台采集多视角玉米果穗点云数据，利用ICP配准方法对完整果穗点云数据进行配准拼接，采取泊松重建方法对配准后的点云数据进行三维重建，最后利用散度原理进行果穗体积的计算。结果表明：测得的体积值与其真实值之间的误差在9％之内。该方法为自动化玉米果穗三维形态指标测量提供了切实可行的新途径。关键词：Xtion；点云；自动化；玉米果穗；三维重建；测量中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1000-9787(2o15)04-0062-043Dshapeindexesmeasurementsystem0fma

3、izeearbased0nXti0nsens0rWANGKe，GEZhen—yang，GUOHao，ZHANGHao—ran，CHENLin，QUANTian—hui(1．SchoolofModernAgriculturalEngineering，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650500，China；2．MinistryofAgricultureKeyLaboratoryofAgriculturalInformationAcquisitionTechnol

4、ogy，ChinaAgriculturalUniversity，Beijing100083，China)Abstract：Tonleasurethreedimensionalshapeindexesofmaizeearquicklyandnondestruetively，3DshapeindexesmeasurementsystemofmaizeearbasedonXtionsensorisdesigned．Muhi—viewclouddatasofthemaizeearareacquiredbyusingXtionan

5、delectromotionturntable，iterativeclosestpoint(ICP)algorithmisusedtomosaiccompletepointclouddata，Poissonsurfacereconstructionisusingonthebasisoftheresultofregistrationandthenthevolumeofthereconstructedmeshiscalculatedusingthedivergencetheorem．Theresultsshowthatthe

6、errorsbetweenthetruevalueandmeasuredvalueofthevolumearewithin9％．Themethodprovidesapracticalnewapproachforautomaticthreedimensionaltraitsmeasurementofmaizeear．Keywords：Xtion；pointcloud；automation；maizeear；3Dreconstruction；measurement0引言l穗图像特征的精确测量J。为对玉米进行品质分析，利用玉米

7、是我国主要粮食作物之一，其果穗形态指标获取Pc摄像头连续采集转台上的玉米果穗图像，实现了玉米果是玉米栽培、育种、新品种测试过程中进行品质评估的重要穗参数的快速检测。但上述方法由于二维图像技术本环节⋯。因此，研究一种快速准确的玉米果穗形态指标测身的限制，无法获得体积等三维形态指标，而果穗三维形态量方法具有重要意义。指标的准确测量对于果穗生长诊断，果穗变异选择等相关玉米果穗形态指标获取目前常用的方法仍然是传统的研究具有重要意义J。手工测量，但该方法存在效率低，误差大等缺点。随着数字与二维图像技术不同，三维图像技术可以获取三维

8、相图像处理技术的发展，很多学者投入到基于二维图像处理关的尺寸参数。利用双目立体视觉系统可以实现玉米果穗的玉米形态指标获取应用研究。该方法具有操作简单、测的三维重建，对玉米三维形态指标进行测量，但在计算量准确等优点。为减少多幅图像拼接产生的重叠，利用一时间上难以满足大量玉米考穗测量的需求。随着光电技术幅全景图像实现了玉