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玉米叶片生长状态的双目立体视觉监测技术被引量：5: 2014年; 研究了使用双目立体视觉技术监测玉米叶片运动的可行性,视觉监测系统包括一个能够垂直升降和水平移动的支架,用于支撑双目相机连续监测被试样品。采用白色荧光小球作为标志物,简化图像算法的同时增加了三维坐标测量精度。图像处理过程中采用亚像素边缘检测算法,有效地提高了立体匹配的精度。仿真实验结果表明,系统测量误差可达0.0139 cm,能够检测叶片微小的位置变化。; 王传宇郭新宇肖伯祥杜建军王虓; 关键词：玉米叶片双目立体视觉图像处理亚像素

基于SFS的土壤三维结构恢复及孔隙度计算被引量：1: 2013年; 【目的】为了快速、准确地计算土体结构和孔隙度等特征,提出一种基于SFS算法(shape from shading)的土壤三维结构重构方法。【方法】首先获取土壤的灰度显微图像,根据朗伯表面漫反射模型建立土壤的光照方程;然后利用泰勒展开法和雅克比迭代法求解光照方程,计算出像素点高度值并实现土壤的三维重建;最后根据正态分布校正高度值计算土壤孔隙度。【结果】实验结果证明,该方法计算得出的孔隙度与环刀烘干法测得的结果相差0.81%,误差率1.75%。【结论】利用显微图像中土壤结构的三维信息,可以客观准确地计算出土壤孔隙度等物理特征。; 王虓温维亮郭新宇王传宇; 关键词：土壤微形态学 SFS 土壤孔隙度

基于时间序列图像的玉米植株干旱胁迫表型检测方法被引量：15: 2016年; 为了快速准确获取植物表型数据,该文提出了一种基于时间序列多图像的玉米植株干旱胁迫表型检测方法。首先,以固定时间间隔获取干旱胁迫条件下玉米植株一天内的图像数据,采用统计学习方法对图像序列进行初始背景分割,非局部均值(non-local mean,NLM)滤波对初始背景分割进一步求精,去除变化光照条件对图像序列分割的影响。在植株器官分割阶段,融合植株形态先验知识,通过逐行扫描和邻域数量判断拆分植株器官像素。最后,提出了叶片角度比值的干旱胁迫表型参数计算方法。结果显示,耐旱植株的叶片角度比值一天内从0.63上升到0.70后再降到0.65,而非耐旱植株的叶片角度比值维持在0.65左右,随时间变化不大。研究结果为阐明玉米植株耐旱表型参数与环境参数的协同变化关系,以及不同基因型玉米植株环境应激反应的细微形态变化提供方法和技术解决方案。; 王传宇郭新宇杜建军温维亮吴升; 关键词：图像处理图像分割干旱胁迫玉米

田间光照条件下应用半球图像解析玉米冠层结构参数被引量：9: 2016年; 半球图像法是一种重要的作物冠层结构参数间接获取方法,该文针对半球图像法易受田间变化光照影响,提出一种基于多曝光图像融合映射的变化光照去除方法。首先,在田间条件下获取一组不同曝光值的冠层半球图像序列,然后通过图像亮度和曝光时间的线性方程组计算冠层的光照辐射强度图,而后采用直方图均衡化思想将不同时刻光照辐射强度图向RGB空间映射,映射后半球图像亮度均衡分布,消除光线变化对图像亮度的影响。在冠层参数解析阶段,利用Beer-Lambert定律反演玉米半球图像冠层叶面积指数(leaf area index,LAI)和平均叶倾角(mean leaf angle,MLA)的计算方法。试验结果表明,变化光照条件下半球图像冠层参数解析方法与直接测量法具有较高的相关性,LAI测量相关系数为0.970。该方法扩展了半球图像法的适用范围,为田间环境下冠层参数的自动连续监测提供了解决方案。; 王传宇郭新宇温维亮杜建军杜建军; 关键词：光照图像融合冠层结构玉米

作物根系构型三维探测与重建方法研究进展被引量：25: 2015年; 根系是作物获取水分和养分的重要器官,由于土壤的观测阻碍,根系三维形态的认知与表达成为作物根系深入研究的瓶颈。三维数字化、可视化是研究和认知作物形态结构的重要方法,研究具有表征根系长相长势及土壤中水分、养分等物质对作物根系构型的影响具有重要意义。本文从三维角度,综述了近年来作物根系构型探测手段、三维重构与可视化方面的研究进展。首先从破坏性探测与原位探测两方面介绍了近年来根系构型三维探测的方法。破坏性探测主要包括直接挖掘法、土块保护挖掘清洗法和平板扫描图像分析法,破坏性探测方法在获取全局或局部根系拓扑结构与平面几何构型参数方面具有较大优势;原位探测方法主要包括土壤中安置观察装置法、地面穿透雷达法、特殊培养环境法、CCD相机法、三维数字化方法及穿透射线成像法等,作物根系的原位探测保持了根系构型的空间分布信息,但大部分方法仅能针对作物生长初期或可控生长环境下的作物根系开展数据获取。由于作物根系探测数据大多以局部二维图像形式存在,文章综述了基于二维图像的作物根系平面几何构型解析的相关内容,包括基于二维图像的根系识别与参数提取的算法与相关软件。分析表明,目前作物根系数据获取仍存在:(1)数据获取费时费力;(2)方法局限性大;(3)数据完整性低;(4)各种方法所获取数据融合应用度低等问题。在根系探测的基础上,从三维建模与生长建模两方面介绍了作物根系三维建模与可视化方面的相关工作。其中,根系三维建模包括了基于模拟算法的几何建模和基于原位探测的三维重建两部分,基于模拟算法的几何建模是在人们对作物根系认识的基础上,结合计算机模拟算法,构建与实际根系具有形态相似性的根系三维几何模型;与之相比,基于原位探测的三维重�; 温维亮郭新宇赵春江王传宇肖伯祥; 关键词：作物根系构型三维重建可视化

玉米果穗点云分割方法研究被引量：8: 2017年; 玉米果穗的三维点云分割是玉米果穗三维表型特征计算与分析的基础。提出一种玉米果穗三维点云分割方法,采用Smart Scan三维扫描仪获取玉米果穗三维点云数据;对点云进行重采样以实现点云简化;在此基础上,通过计算果穗点云中各点的法向量,对果穗点云进行收缩变换以增大籽粒点间的欧式距离,通过欧式聚类的方法实现果穗点云的分割。结果表明,果穗点云籽粒分割率可达到90%以上。方法为基于三维点云数据的玉米果穗表型性状研究提供了技术支撑。; 温维亮郭新宇杨涛赵德达苗腾朱宏宇董成玉; 关键词：玉米点云分割考种

基于三维点云的玉米果穗几何建模被引量：9: 2016年; 果穗是玉米产量的构成器官,为构建高精度玉米果穗几何模型,提出了一种基于三维点云数据的玉米果穗几何建模方法。针对玉米果穗形态结构特征,选取Artec Spider三维扫描仪搭建玉米果穗点云数据快速获取系统并获取果穗点云,然后通过点云配准、重采样和孔洞修补操作得到高质量果穗三维点云,最后基于Voronoi图的网格重建方法重构果穗网格模型。结果表明,所重建的玉米果穗具有较高的真实感,且与基于计算机视觉算法相比精度大幅提高。基于三维点云的玉米果穗几何建模对于玉米果穗的种质资源保存、基于三维数据的果穗考种、玉米器官三维模板资源库构建等工作具有重要的推动作用。; 温维亮王勇健许童羽杨涛郭新宇朱宏宇董成玉; 关键词：玉米果穗三维重建点云

基于Kinect的三维玉米植株骨架提取被引量：6: 2017年; 针对玉米植株三维骨架的快速获取问题,提出了一种基于Kinect自动获取玉米植株三维骨架的方法,采用由Kinect转换的点云数据,利用阈值分割的方法删除背景数据,根据玉米植株三维点云模型的高度分层,对每层点组采用二次循环迭代方法聚类,对每层中各子类求取中心点。中心点的集合即认为是玉米植株的骨架点。采用二次B样条曲线插值拟合连线。实验结果表明:方法获得的玉米植株三维线性骨架与通过三维数字化仪获得的三维线性骨架一致性较好,能够满足实验要求。; 方志力温维亮郭新宇吴建伟; 关键词：KINECT 三维点云聚类分析

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国家高技术研究发展计划(2013AA102404)

文献类型

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机构

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