玉米株型參數(shù)測量方法與裝置設計.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，勞動強度高，費時費力。
　　針對上述問題，本文提出了一種在大田環(huán)境下，基于機器視覺技術實現(xiàn)無損快速測量玉米株型參數(shù)的新方法，并根據測量方法設計了玉米株型參數(shù)測量裝置。本論文的主要研究內容如下：
　　(1)通過對現(xiàn)有作物性狀測量設備的調研，并對比現(xiàn)有的農田圖像數(shù)據采集方式

2、，選擇了基于TOF技術的PMD(Photonics mixer device)深度相機作為圖像采集裝置。
　　(2)通過大田試驗數(shù)據采集，研究基于PMD深度相機的玉米株型參數(shù)測量方法。本文提出了一種改進的骨架角點檢測歸類算法，可以在經過閾值分割去噪處理后的圖像數(shù)據中，得到玉米的莖葉角點和拓撲結構。在此基礎上，本文又提出了一種改進的骨架提取算法，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了現(xiàn)有的骨架提取算法，能夠準確和完全

3、地體現(xiàn)出作物骨架圖像中離散點的變化趨勢和規(guī)律，得到更加適合于作物拓撲結構表達的平滑玉米骨架圖像。
　　(3)結合平滑玉米骨架圖像和空間幾何原理，通過補償誤差計算出玉米的株型參數(shù)，諸如株高、葉長、葉傾角。并通過實驗數(shù)據驗證本文提出方法的有效性和準確性。
　　(4)針對所提出的玉米株型參數(shù)測量方法，根據測量要求和條件，本文設計了玉米株型參數(shù)測量裝置。為方便裝置移動，首先設計了裝置的移動系統(tǒng)，通過驅動輪與萬向輪的有效布置與運動配合