基于深度相机的叶菜类作物三维重建与生长测量方法研究
| 致谢 | 第6-7页 |
| 摘要 | 第7-8页 |
| Abstract | 第8-9页 |
| 缩略词清单 | 第17-18页 |
| 1 绪论 | 第18-29页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第18页 |
| 1.2 基于机器视觉的作物无损测量研究现状 | 第18-26页 |
| 1.2.1 基于二维数字图像的作物无损测量 | 第19-20页 |
| 1.2.2 基于三维信息的作物无损测量 | 第20-24页 |
| 1.2.3 国内外研究现状总结 | 第24-26页 |
| 1.3 研究目标与内容 | 第26-27页 |
| 1.3.1 研究目标 | 第26页 |
| 1.3.2 研究内容 | 第26-27页 |
| 1.4 技术路线 | 第27-28页 |
| 1.5 本章小结 | 第28-29页 |
| 2 作物三维重建平台搭建与方法研究 | 第29-50页 |
| 2.1 现有相关方法研究 | 第29-30页 |
| 2.1.1 基于转台的三维重建方法 | 第29-30页 |
| 2.1.2 基于Kinect深度相机的三维重建 | 第30页 |
| 2.2 Kinect深度相机性能分析 | 第30-33页 |
| 2.3 实验平台的设计与搭建 | 第33-34页 |
| 2.4 作物三维重建方法 | 第34-47页 |
| 2.4.1 方法总览 | 第34-36页 |
| 2.4.2 原始数据采集 | 第36-37页 |
| 2.4.3 点云预处理 | 第37-41页 |
| 2.4.4 转台识别与背景分割 | 第41-42页 |
| 2.4.5 标记点识别 | 第42-44页 |
| 2.4.6 点云配准 | 第44-46页 |
| 2.4.7 离群点移除 | 第46-47页 |
| 2.5 三维重建精度评估 | 第47-49页 |
| 2.6 本章小结 | 第49-50页 |
| 3 作物三维点云降噪方法研究 | 第50-76页 |
| 3.1 作物三维点云噪声分析 | 第50-51页 |
| 3.2 现有相关算法研究 | 第51-52页 |
| 3.2.1 符号距离函数(SDF) | 第51-52页 |
| 3.2.2 移动最小二乘法(MLS) | 第52页 |
| 3.3 基于干涉消除的多视角点云降噪方法 | 第52-65页 |
| 3.3.1 方法总览 | 第52-53页 |
| 3.3.2 三角化 | 第53-55页 |
| 3.3.3 干涉检查 | 第55-56页 |
| 3.3.4 干涉处理 | 第56-64页 |
| 3.3.5 移动与删除点 | 第64页 |
| 3.3.6 迭代 | 第64-65页 |
| 3.4 点云降噪实验 | 第65-75页 |
| 3.4.1 参数选择 | 第65-68页 |
| 3.4.2 性能分析 | 第68-70页 |
| 3.4.3 与TSDF和MLS的比较 | 第70-75页 |
| 3.5 本章小结 | 第75-76页 |
| 4 基于三维点云的作物生长参数测量方法研究 | 第76-97页 |
| 4.1 作物生长参数测量方法 | 第76-87页 |
| 4.1.1 方法总览 | 第76-77页 |
| 4.1.2 植物-非植物点云分割 | 第77-79页 |
| 4.1.3 植物点云降噪 | 第79-80页 |
| 4.1.4 植物点云三角化 | 第80-81页 |
| 4.1.5 基于花盆形状特征的点云分割 | 第81-83页 |
| 4.1.6 株高测量方法 | 第83-84页 |
| 4.1.7 叶面积测量方法 | 第84-85页 |
| 4.1.8 体积测量方法 | 第85-87页 |
| 4.2 作物生长参数测量实验与分析 | 第87-95页 |
| 4.2.1 实验设计 | 第87-88页 |
| 4.2.2 株高测量结果 | 第88-90页 |
| 4.2.3 叶面积测量结果 | 第90-91页 |
| 4.2.4 体积测量结果 | 第91-92页 |
| 4.2.5 与生物量的相关性研究 | 第92-93页 |
| 4.2.6 性能分析 | 第93-94页 |
| 4.2.7 实用性及鲁棒性分析 | 第94-95页 |
| 4.3 本章小结 | 第95-97页 |
| 5 作物生长信息管理与连续测量方法研究 | 第97-124页 |
| 5.1 作物标记方法 | 第97-101页 |
| 5.1.1 方案设计与二维码类型选择 | 第97-98页 |
| 5.1.2 DM码形状恢复与读取 | 第98-100页 |
| 5.1.3 作物点云重定位 | 第100-101页 |
| 5.2 作物生长信息管理系统 | 第101-105页 |
| 5.2.1 系统简介 | 第101-102页 |
| 5.2.2 功能详述 | 第102-105页 |
| 5.2.3 未来研究构想 | 第105页 |
| 5.3 作物生长连续测量实验与分析 | 第105-122页 |
| 5.3.1 实验设计 | 第105-106页 |
| 5.3.2 株高的连续测量与误差分析 | 第106-113页 |
| 5.3.3 投影叶面积的连续测量与误差分析 | 第113-116页 |
| 5.3.4 总叶面积、体积与生物量的连续测量 | 第116-121页 |
| 5.3.5 作物生长三维动态与普适性分析 | 第121-122页 |
| 5.4 本章小结 | 第122-124页 |
| 6 结论与展望 | 第124-128页 |
| 6.1 主要研究结论 | 第124-126页 |
| 6.2 本文创新点 | 第126页 |
| 6.3 进一步研究展望 | 第126-128页 |
| 参考文献 | 第128-135页 |
| 作者简介 | 第135页 |
