本发明公开了一种基于激光雷达的宽垄作物株高及行间距自动提取方法，基于无人机激光雷达对实验田中的目标宽垄作物区进行数据采集，并对数据进行预处理；对预处理后的数据进行冠层提取和边缘提取，获得冠层点云图形和边缘点云图像；计算实验田中垄的方向，沿垄的方向对冠层点云图形和边缘点云图像进行转正；基于转正后的图像定位垄的位置，在点云中对波峰位置用点进行显示、拟合，获得拟合后的线，基于若干条拟合后的线计算垄之间的行间距；基于网格体素化获得单株株高。本发明中研究株高和行间距的计算能够适应较平缓的高低不平的地块，以及能够估计大范围的宽垄作物的性状特征，可为作物产量的提高和基因的改良过程提供相关数据。

本发明的目的是提供一种基于激光雷达的宽垄作物株高及行间距自动提取方法，以解决上述现有技术存在的问题。 为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种基于激光雷达的宽垄作物株高及行间距自动提取方法，包括以下步骤： 基于无人机激光雷达对实验田中的目标宽垄作物区进行数据采集，并对所述数据进行预处理； 对预处理后的所述数据进行冠层提取和边缘提取，获得冠层点云图像和边缘点云图像； 计算所述实验田中垄的方向，沿所述垄的方向对所述冠层点云图像和所述边缘点云图像进行转正，获得转正后的所述冠层点云图像和转正后的所述边缘点云图像；基于转正后的冠层点云图像和转正后的边缘点云图像定位垄的位置，在点云中对波峰位置用点进行显示，对若干个点进行拟合，获得拟合后的线，基于若干条所述拟合后的线计算垄之间的行间距；

在农业领域有广泛的应用前景。

激光雷达具有发射角小、方向性好、分辨率高、抗干扰能力强的特点，能够获取植被的高度和垂直结构信息，为监测植被的生长状态提供了新的技术手段。随着激光雷达造价降低和计算机数据处理能力的提升，近年来机载激光雷达在农业作物监测上的应用也在慢慢增多。例如，研究了基于无人机激光雷达对不同作物生物量和作物高度的估算，基于行密度统计计算作物的高度，但是精度不够高，或者需要确定树冠高度需要估计地面高度，并从点的绝对高度中减去地面高度，是基于作物表面模型和数字地形模型的建立，其中差异提供了作物高度。

此外，基于激光雷达的宽垄作物株高及行间距自动提取方法，无需考虑因地面高低不平而产生的误差，具有精度高的特点。因此，该方法在农业领域具有广泛的应用前景，能够提高农作物的产量和质量，促进农业的现代化发展。

西大学坐落于素有“中国绿城”之称的广西首府南宁，是广西唯一的国家“211工程”建设学校，“双一流”建设高校，教育部和广西壮族自治区人民政府“部区合建”高校。广西大学1928年成立于梧州，1939年成为国立广西大学，首任校长是被誉为教育界“北蔡南马”和“一代宗师”的我国著名教育家、科学家、民主革命家马君武博士，李四光、陈望道、李达、陈寅恪、梁漱溟等一大批名家大师曾在这里任教。1952年，毛泽东主席亲笔题写“广西大学”校名。1953年，在全国高校院系调整中被拆分到19所高校。1958年，毛泽东主席批准广西大学恢复重建。1997年，广西大学与广西农业大学合并组建新的广西大学，并被教育部列入国家“211工程”重点建设大学。2017年，入选国家“双一流”建设高校行列。2018年，成为教育部与广西壮族自治区合建高校。2022年，继续入选第二轮国家“双一流”建设高校。

与现有技术相比，此技术产生的效益如下：

本发明利用无人机搭载激光雷达获取高分辨率试验地点云数据，分析处理实现自动提取行间距、自动获取宽垄作物的单垄平均株高。其中宽垄作物以甘蔗为例，实验采样测量了三个时期十五块试验地中180或225株甘蔗株高并定位，利用软件Lidar360手动测量得到75组平均行间距真值。研究使用改进的行密度直方图统计自动分垄和沿垄栅格化计算甘蔗植株的形态表型参数，分析了行间距精度、平均单垄株高与单株株高高度计算精度对比，实验结果三次单个时期行间距的相关系数分别为0.695、0.498、0.562，RMSE分别为0.127、0.141、0.149，表明在分蘖期时行间距的计算具有更高的精度；平均单垄株高三次单个时期和全部时期的相关系数分别为0.714、0.535、0.690、0.896，单株株高三次单个时期和全部时期的相关系数分别为0.430、0.609、0.523、0.817，可以看出无论是单个时期还是整个时期甘蔗株高的精度，单垄平均株高都是优于单株株高的。本发明中研究株高和行间距的计算能够适应较平缓的高低不平的地块，以及能够估计大范围的甘蔗及其他宽垄作物的性状特征，可为作物产量的提高和基因的改良过程提供相关数据。

技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地保定，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。