尹文庆 杨瑞江 张健华 蒋丽 唐黎 吴思远

摘  要：蔬菜种子的形态特征测量在评估种子质量的过程中起着重要作用，但由于蔬菜种子体积小、形状不规则，测量精度很难提高。为了实现蔬菜种子形态特征的精确测量，提出了基于激光扫描的蔬菜种子形态测量方法。利用激光扫描技术采集种子的三维点云数据，应用近邻点距离传播算法对点云进行噪声滤波处理，并采用移动最小二乘法和重采样算法进行平滑处理及漏洞修复，通过贪婪投影三角化算法构建蔬菜种子表面的三角网格模型，计算种子的体积值和表面积值，通过生成模型的OBB包围盒得出种子的长宽厚值，并与用千分尺测量的结果进行对比，计算值与人工测量值的差值均<0.1mm，相对误差均<2%。实验结果证明了基于激光扫描的蔬菜种子形态特征测量方法的准确性和有效性。

关键词：激光扫描技术;激光传感器;蔬菜种子;形态特征测量;点云数据

中图分类号：TH741                                           文献标识码：A                                              DOI：10.11974/nyyjs.20181233002

引言

蔬菜是人们日常饮食中必不可少的一种食物，而蔬菜种子的优劣影响着蔬菜生产产量和品质。蔬菜种子的三维形态特征是判断种子优劣的重要依据之一，因此，种子的形态特征测量是蔬菜产业中不可缺少的环节之一。

人工测量结合科学的计算方法曾广泛应用于种子大小形状的测量中，但由于种子体积小，人工测量繁琐复杂且误差大。随着计算机图像处理技术在农业工程应用中的快速发展，由数字图像处理技术获取种子特征的方法简化了测量过程且提高了精度，由于种子形状不规则，而图像是三维景物的二维投影，并不具备复现三维景物所有几何信息的能力，且在获取图像时，受图像像素、拍摄环境、拍摄角度等因素的影响，仍会产生误差。……