苹果树点云配准方法

发布时间: 2023-08-02

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式：技术咨询

成果类型：新技术

行业领域：

农、林、牧、渔业,农业

成果介绍

本成果要对点云配准的方法进行研究，为树木三维点云数据的配准提供一种高效、精确的配准方法。获取树的点云数据后，使用MATLAB读取获取的树点云，根据点云数据的分布进行预处理，去除噪声及背景信息。初配准采用三个标准球作为标记物，基于最小二乘法原理拟合出参考球的球心坐标，通过不同角度获得的参考球球心坐标，使用三点法计算出空间变换矩阵，作用于树点云完成初配准。在初配准的基础上，精配准采用PCA+ICP算法，得到完整的点云数据。

成果亮点

在获取目标物三维点云数据的过程中，由于受到三维扫描设备自身测量角度的限制、被测树木枝叶的相互遮挡以及光线等外界环境因素的影响，一次扫描只能获得树木某一部分的点云数据，因此要得到树木完整的点云数据，需要从不同的角度对树木进行扫描。然而从不同角度对树木扫描获得的点云数据又处于不同的坐标系中，因此需要利用三维配准技术对这些点云数据进行整合和配准，使其处于同一坐标系当中。因此，三维点云配准技术在构建数字可视植物中起着至关重要的作用。本成果使用三维扫描设备多角度获取树点云数据，使用粗配准+精确配准两步走的方案，可以得到完成目标物点云数据。

团队介绍

该成果由河南科技大学农业装备工程学院智慧果园技术研究团队完成，团队成员有讲师师翊、讲师代智光、讲师赵龙、研究生赵辛博、研究生金姗姗。师翊主要从事农业信息化、智慧农业、数字植物等研究；代智光主要从事智慧农业、节水灌溉理论与新技术方向研究；赵龙主要从事智慧农业、农业遥感和水肥一体化等方向研究；赵辛博、金姗姗为河南科技大学农业信息化方向研究生。团队负责人师翊博士负责项目的整体方案制定和系统搭建，代智光博士负责果园试验，赵龙博士负责预测配准方法测试，赵辛博负责点云数据获取与处理，金姗姗负责软件开发

成果资料

产业化落地方案

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成果综合评价报告

评价单位：“科创中国”葡萄酒产业科技服务团 (中国农业工程学会) 评价时间：2023-11-26

许童羽

沈阳农业大学信息与电气工程学院

教授

综合评价

该成果从不同的角度对树木进行扫描的三维配准技术，对传统构建可视植物做出一定的改进，技术创新性一般，且技术尚未成熟。另外，因在产品现以成果转化以技术咨询的形式进行，尚未找到规模化农业生产的公司进行合作。需要进一步明确与最终目标的实验与结合。总体而言，该项目技术思路方向尚可。

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