一种基于点云的农田土壤层水平校正及去除方法技术

本发明专利技术提供一种基于点云的农田土壤层水平校正及去除方法，首先利用深度相机获取农田土壤层的可见光图像及图像对应的深度信息，经过差值计算获得植株的三维点云数据，并将获得的田间植株的三维点云数据分类储存在计算机中；然后利用点云处理工具，将得到的三维点云数据逐步经过随机采样一致性算法进行土壤层拟合、得到拟合后的土壤层水平面，再将拟合后的土壤层水平面的点云通过罗德里格旋转算法进行土壤层水平校正，最后根据预设阈值将土壤层去除。该方法有效避免三维扫描过程中可能存在的无关环境点云给表型参数计算带来的复杂性，提高植物表型计算的准确程度、实现植株表型的精确测量。型的精确测量。型的精确测量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于点云的农田土壤层水平校正及去除方法


[0001]本专利技术涉及农业种植
，具体涉及一种基于点云的农田土壤层水平校正及去除方法。

技术介绍

[0002]植物表型作为植物基因型与环境互作效应等协同表达的可观察的形态特征，其相关研究可以探索表型、植物基因型以及环境因素间的相互联系，进而推动植物表型组学的发展，给农作物育种的研究带来新的、巨大的突破；高通量、高质量和高精度的植物表型测量作为植物表型解析的前期工作，既是表型组学研究的重要方向，也是现阶段面临的难题之一。
[0003]目前，对于高精度的表型获取，往往采用田间破坏性取样、然后在实验室中利用三维扫描仪或多角度视觉成像进行三维重建的方式，但破坏性取样所获得的数据对于一株植株只能进行一次(即针对同一株植株不具备再现性)，且无法动态、真实的反映植株在田间的生长变化情况；同时，利用三维扫描设备进行扫描虽然可以高通量的获取田间原位的作物点云数据、对一块农田进行时序点云分析，但在扫描过程中往往会扫描到作物真实生长环境(包括滴灌管、土壤层等)，对于表型提取来说具有较多冗余数据；并且，因为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于点云的农田土壤层水平校正及去除方法，其特征在于：首先利用RGB
‑
D相机获取农田土壤层的可见光图像及图像对应的深度信息，经过差值计算获得植株的三维点云数据，并将获得的田间植株的三维点云数据分类储存在计算机中；然后再在计算机中利用点云处理工具，以植株所在的土壤层表面为基准、将得到的三维点云数据逐步经过随机采样一致性算法进行土壤层拟合、得到拟合后的土壤层水平面，再将拟合后的土壤层水平面的点云通过罗德里格旋转算法进行土壤层水平校正，最后根据预设阈值将土壤层去除、即得到完整的植株点云，用于植物表型。2.根据权利要求1所述的一种基于点云的农田土壤层水平校正及去除方法，其特征在于：所述随机采样一致性算法进行土壤层拟合具体为：首先，针对一组扫描得到的点云数据S，采用随机选取的方法将不共线的三个点拟合为一个平面Plane，在此基础上构建一个包含未知量的参数模型，并计算点云中任意点到拟合平面Plane的距离d
i
，设置阈值d
t
与d
i
进行比较；若d
i
＜d
t
，则该任意点定义为模型内的点(即土壤层点)；若d
i
＞d
t
，则该任意点定义为模型外的点(即植株点)，逐一记录参数模型内点数并进行反复迭代，根据随机采样一致性算法，设置迭代循环的跳出条件：假设从点集中选取的点为模型内点的个数为m，确定参数模型需要点的个数为n，且迭代k次后确定n个点均为参数模型内点的概率为p，则有预设第一公式：p＝1
‑
(1
‑
m
n
)
k
；所述迭代次数k根据预设第二公式得到：直到一个内点数最多的参数模型、则...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕春光，郭海，于合龙，石磊，徐兴梅，马丽，刘鹤，胡楠，胡庆欣，黄城宇，
申请(专利权)人：吉林农业大学，
类型：发明
国别省市：