[发明专利]一种植物群体三维表型原位获取方法及装置

权利要求书

1.一种植物群体三维表型原位获取方法，其特征在于，包括：

S1，获取植物群体在当前环境中的场景点云；

S2，对所述场景点云进行分割、去噪处理，获取植物群体点云，对所述植物群体点云进行欧式聚类，提取得到所述植物群体中各个植物的点云；

S3，计算获取植物群体及相应的各个植物的三维表型。

2.根据权利要求1所述的植物群体三维表型原位获取方法，其特征在于，S1还包括：在所述植物群体的当前环境中放置标定板，基于获取的所述标定板的标定板点云，对所述场景点云进行方向矫正和比例矫正，其中，基于所述标定板点云，计算所述标定板点云的平面法向量，基于所述平面法向量对所述场景点云的正方向进行矫正；同时，基于所述标定板点云获取所述标定板上表面的标定面积，基于所述标定面积与所述标定板上表面的实际面积之比，获取矫正比例尺，通过所述矫正比例尺对所述场景点云进行比例矫正。

3.根据权利要求1所述的植物群体三维表型原位获取方法，其特征在于，S1进一步包括：采集所述植物群体的多视角彩色图像，通过运动恢复结构算法结合多视角立体视觉算法，获取所述场景点云，所述场景点云中的各点均以空间坐标与三基色共同表征；

相应地，S2中对所述场景点云进行分割、去噪处理，进一步包括：将所述场景点云从RGB颜色空间转换至HSL颜色空间，提取基于所述HSL颜色空间中场景点云的各点的h分量值；

基于对所述植物群体预设的h分量值置信区间，将所述HSL颜色空间中的场景点云分割为所述植物群体点云与噪声点云，通过去噪处理，获取所述植物群体点云。

4.根据权利要求1至3任一所述的植物群体三维表型原位获取方法，其特征在于，S2还包括：基于对所述场景点云去噪处理所获取的噪声点云，对提取得到的各个植物的点云进行一次补偿矫正：

基于每个植物的点云，计算每个植物的第一凸包，提取所述第一凸包在竖直方向上的最低点，将所述最低点作为每个植物的基部点；

将所述基部点作为起点，沿竖直方向以第一预设半径向所述噪声点云建立包围盒，提取所述包围盒中的所述噪声点云，获取每个植物的补偿点云，将各个植物初始的点云及相应的补偿点云相融合，获取对各个植物一次补偿矫正后的点云。

5.根据权利要求4所述的植物群体三维表型原位获取方法，其特征在于，S2还包括：基于所述噪声点云，对各个植物一次补偿矫正后的点云进行二次补偿矫正：

基于各个植物一次补偿矫正后的点云，计算每个植物的第二凸包；

将所述第二凸包内的各点作为基点，以第二预设半径对所述噪声点云进行搜索，提取搜索点云，将各个植物一次补偿矫正后的点云与所述搜索点云相融合，获取对各个植物二次补偿矫正后的点云。

6.一种植物群体三维表型原位获取装置，其特征在于，包括：

支架组件，所述支架组件用于架设于植物群体的上侧；

场景点云采集装置，所述场景点云采集装置安装于所述支架组件上，用于采集所述植物群体在当前环境中的场景点云；

处理模块，所述处理模块通讯连接所述场景点云采集装置，并执行如权利要求1至5任一所述的植物群体三维表型原位获取方法，以计算获取植物群体及相应的各个植物的三维表型。

7.根据权利要求6所述的植物群体三维表型原位获取装置，其特征在于，所述场景点云采集装置包括：旋转机构，所述旋转机构以竖直轴向安装于所述支架组件上；

传感支架，所述传感支架连接所述旋转机构；

图像采集组件，所述图像采集组件安装于所述传感支架上，所述图像采集组件通讯连接所述处理模块。

8.根据权利要求7所述的植物群体三维表型原位获取装置，其特征在于，所述支架组件包括多个支撑臂，多个所述支撑臂的一端相连接，另一端用于连接大地，以在支护状态下围成空间支护骨架；

相应地，还包括：闭风膜，所述闭风膜呈透明状，并包覆于所述空间支护骨架的外侧。