基于地面激光雷达的田间花生冠层高度测量系统研制

作     者：程曼 蔡振江 Ning Wang 袁洪波 Cheng Man;Cai Zhenjiang;Ning Wang;Yuan Hongbo

作者机构：河北农业大学机电工程学院保定071001 美国俄克拉荷马州立大学生物系统与农业工程系美国斯蒂尔沃特74075 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2019年第35卷第1期

页      面：180-187页

核心收录：

学科分类：082804[工学-农业电气化与自动化] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 

基　　金：河北省农业关键共性技术攻关专项(17227206D) 河北省高等学校科学研究计划青年基金项目(QN2018081) 

主　　题：作物 测量 图像处理 花生 冠层高度 LiDAR 田间测量 

摘      要：在花生育种研究中对于冠层高度的获取主要依靠人工测量,不但费时费力,而且存在一定的主观性。为解决这一问题,该文构建了一个田间花生冠层高度特性表型信息获取系统,利用地面激光雷达Li DAR对花生冠层结构进行扫描,获取其三维点云数据;采用多项式曲线拟合算法对点云数据进行分析,描绘冠层的大致轮廓并确定其边界,以得到目标冠层的有效数据集;通过对有效点云数据集生成的冠层高度矩阵分析,得到冠层的高度特性。试验结果表明,利用该系统获取的花生冠层平均高度与手工测量值最小偏差为2%,最大偏差为32%,最大偏差受地形影响和植株早期冠层本身的低高度所致,平均测量偏差约为11%,位于15%的可接受范围之内。该系统可以实现田间花生冠层高度信息的快速自动化获取,减少了人力成本的投入,该研究可为花生育种研究提供参考。