孙 婷，张琳琳，宋怀波



基于序列图像的植株三维重建试验与分析

孙 婷，张琳琳，宋怀波

(西北农林科技大学机械与电子工程学院，陕西杨凌 712100)

如何在保证精度的前提下实现更为高效、快捷以及廉价的植株三维重建是智慧农业领域研究的重要课题。本研究从实用的植株三维重建角度出发，利用3DSOM软件开展了植株的三维重建方法研究，搭建了一套植株序列图像获取系统，可以精确地获得植株的360°视角的序列图像，为后期进行植株的三维重建奠定了基础。本试验以圣女果植株和树木植株为研究对象，分别利用8、16、32、64、80、96幅序列图像和20、40、60、80幅序列图像开展了植株的三维重建试验与对比测试。试验结果表明，对于树木植株，由于其枝干较多且不同角度的枝干间存在重叠，重建图像会丢失部分枝干细节信息，而对于小型植株如圣女果植株的重建效果较好；测试结果表明，最少利用16幅序列图像即可重建圣女果植株，最少利用20幅序列图像即可重建树木植株；圣女果植株的重建时间在14分钟以内，树木植株的重建时间在18分钟以内，且随着序列图像数量的增加，重建时间增长缓慢，表明重建用序列图像的数目对重建时间影响较小。为进一步验证该方法的三维重建精度，对圣女果植株的枝干选取了5个截段进行了实际测量，其重建误差在0.05%-2.36%之间；同时选取树木4个截段进行了实际测量，其重建误差在0.11%-2.67%之间，重建精度满足植株三维测量、树形修剪等的要求。……