未來幾十年中,人類將面臨巨大的糧食挑戰(zhàn)。為了提高糧食產(chǎn)量,需要育種計劃來培育更加優(yōu)良的作物。高效的改良育種需要將基因型與表型相結(jié)合,根據(jù)表型來選擇理想的植物遺傳性狀。然而,傳統(tǒng)的植物表型測量技術(shù)通常是人工進(jìn)行的,存在著許多的缺點,比如費時,費力且非常昂貴�；诙嘁晥D幾何算法構(gòu)建植株三維模型的方法已在溫室中得到廣泛應(yīng)用,并能夠動態(tài)監(jiān)測植株生長過程,但目前該方法在復(fù)雜的大田環(huán)境中應(yīng)用較少。本研究分別以溫室的辣椒盆栽與大田的甜菜為研究對象,基于多視圖幾何的方法重建辣椒盆栽與大田甜菜在多個時期的三維模型。獲取高精度的植株三維模型后,開發(fā)了一個自動化的程序來處理植株的三維點云,包括點云預(yù)處理、點云坐標(biāo)矯正、點云濾波、點云分割以及植株性狀參數(shù)提取(如株高,葉長、葉面積、凸包體積等等),以此來監(jiān)測溫室辣椒與大田甜菜的生長動態(tài)并探究多視圖幾何方法在溫室與大田兩種環(huán)境下的適應(yīng)性與差異。在植株點云處理與表型性狀估計中,我們提出了三種新的算法:在點云分割中,提出了改進(jìn)區(qū)域生長算法,首先采用區(qū)域生長算法來進(jìn)行初始分割,然后使用歐氏聚類來提高原始分割后葉片點云的質(zhì)量;在葉長估計中,提出了快速提取葉脈算法來提取比...

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 表型組學(xué)發(fā)展
        1.2.2 溫室表型測量技術(shù)的發(fā)展
        1.2.3 大田表型測量技術(shù)的發(fā)展
    1.3 研究內(nèi)容
        1.3.1 研究目標(biāo)
        1.3.2 研究內(nèi)容
        1.3.3 研究方案
        1.3.4 技術(shù)路線
第二章 基于多視圖幾何的溫室辣椒植株表型動態(tài)監(jiān)測
    2.1 溫室實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)采集
    2.2 辣椒植株點云重建與預(yù)處理
    2.3 辣椒植株點云去噪
    2.4 基于改進(jìn)區(qū)域生長算法的辣椒冠層分割
    2.5 辣椒植株性狀估計
        2.5.1 整體性狀估計
        2.5.2 葉面積估計
        2.5.3 基于快速提取葉脈算法的葉長估計
    2.6 精度驗證
    2.7 結(jié)果
        2.7.1 辣椒植株三維重建結(jié)果
        2.7.2 基于改進(jìn)區(qū)域生長算法的辣椒冠層分割
        2.7.3 溫室辣椒試驗精度評估
        2.7.4 辣椒植株性狀動態(tài)監(jiān)測
第三章 基于多視圖幾何的大田甜菜植株表型動態(tài)監(jiān)測
    3.1 大田實驗設(shè)計與數(shù)據(jù)采集
    3.2 甜菜植株點云重建與預(yù)處理
    3.3 甜菜植株點云坐標(biāo)校正
    3.4 甜菜植株點云去噪
    3.5 基于改進(jìn)區(qū)域生長算法的甜菜冠層分割
    3.6 甜菜植株性狀提取
        3.6.1 基于通用葉脈提取算法的甜菜葉長估計
    3.7 精度驗證
    3.8 結(jié)果
        3.8.1 甜菜植株三維重建結(jié)果
        3.8.2 甜菜點云濾波
        3.8.3 基于改進(jìn)區(qū)域生長算法的甜菜冠層分割
        3.8.4 大田甜菜試驗精度驗證
        3.8.5 甜菜植株性狀動態(tài)監(jiān)測與生物量估計
第四章 討論
    4.1 植株點云處理
    4.2 植株性狀提取
    4.3 植株生物量估計
    4.4 多視圖幾何方法在溫室與大田下的通用性與差異
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 不足
    5.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷



本文編號：3890505