玉米株型參數(shù)測量方法與裝置設(shè)計(jì).pdf

1、株型參數(shù)是育種作物表型分析研究中的重要表型性狀之一，株型參數(shù)的測量是作物精確化育種研究過程中的重要環(huán)節(jié)。目前我國田間玉米育種株型參數(shù)的測量主要以人工測量為主，勞動(dòng)強(qiáng)度高，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。
　　針對上述問題，本文提出了一種在大田環(huán)境下，基于機(jī)器視覺技術(shù)實(shí)現(xiàn)無損快速測量玉米株型參數(shù)的新方法，并根據(jù)測量方法設(shè)計(jì)了玉米株型參數(shù)測量裝置。本論文的主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)通過對現(xiàn)有作物性狀測量設(shè)備的調(diào)研，并對比現(xiàn)有的農(nóng)田圖像數(shù)據(jù)采集方式

2、，選擇了基于TOF技術(shù)的PMD(Photonics mixer device)深度相機(jī)作為圖像采集裝置。
　　(2)通過大田試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集，研究基于PMD深度相機(jī)的玉米株型參數(shù)測量方法。本文提出了一種改進(jìn)的骨架角點(diǎn)檢測歸類算法，可以在經(jīng)過閾值分割去噪處理后的圖像數(shù)據(jù)中，得到玉米的莖葉角點(diǎn)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，本文又提出了一種改進(jìn)的骨架提取算法，通過融合最小二乘法和遺傳算法，擬合空間曲線的方法改進(jìn)了現(xiàn)有的骨架提取算法，能夠準(zhǔn)確和完全

3、地體現(xiàn)出作物骨架圖像中離散點(diǎn)的變化趨勢和規(guī)律，得到更加適合于作物拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表達(dá)的平滑玉米骨架圖像。
　　(3)結(jié)合平滑玉米骨架圖像和空間幾何原理，通過補(bǔ)償誤差計(jì)算出玉米的株型參數(shù)，諸如株高、葉長、葉傾角。并通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證本文提出方法的有效性和準(zhǔn)確性。
　　(4)針對所提出的玉米株型參數(shù)測量方法，根據(jù)測量要求和條件，本文設(shè)計(jì)了玉米株型參數(shù)測量裝置。為方便裝置移動(dòng)，首先設(shè)計(jì)了裝置的移動(dòng)系統(tǒng)，通過驅(qū)動(dòng)輪與萬向輪的有效布置與運(yùn)動(dòng)配合