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根系扫描仪的三维重建算法研究

发布时间:2019-05-10 点击次数:524 文章来源:农业仪器网


    根系扫描仪是托普云农应用现代图像识别处理技术设计开发的一款快速的根系分析仪器。该仪器工作是,可以将根系结构的图像扫描记录,并通过自动识别软件快速完成的根系的多种测量、简单分析工作。大大节省了工作人员的时间,提升了根系测量的准确性,因此该仪器是研究植物根系,植物专业教学常用的仪器设备之一。


    根系扫描仪设计实现
    随着计算机视觉技术的发展,其应用领域越来越广,而在农业领域的研究和应用却是一个极具挑战性和美好前景的方向。在农业领域中,植物某些器官的形态对植物的长势有重要影响,如何通过计算机仿真定量的分析研究这种关系,是农业信息化中亟需解决的问题。本课题的三维植物根系扫描仪3DLS500型就是应这种需求而研发的,它是一种典型的非接触测量设备,利用CCD摄像机拍摄根系得到图像序列,然后对图像进行预处理,提取根系边缘,利用本文提出的基于可见射线的方法进行三维重建,最后进行三维构型和显示。本课题是国家高技术研究发展计划(八六三计划)基金项目(项目编号为:2008AA10Z222),课题组所在的人工智能实验室已经推出3DLCS100影视型、3DLCS200工业型、3DCS300人体全身扫描型和3DS400接触式多关节型等多种型号,目前研发的是3DLS500型三维植物根系扫描仪。

    该根系扫描仪系统由硬件系统和软件系统构成,是一个复杂精密系统,其综合集成了现代光、机、电技术,涉及到光学、机械、通信、信号处理、图像处理、软件、自动化、计算机视觉等多个学科。本文首先介绍了课题的背景和意义,在分析了国内外三维扫描仪现状的基础上,讲解了三维植物扫描仪的主要技术,接下来重点讲述了系统的硬件构成和软件设计。对于运动控制子系统,本文详细论述了如何利用OCX控件在MFC下进行开发并演示了控制效果;在摄像机拍摄子系统中,重点分析了摄像机的硬件技术。最后提出了一种基于可见射线的三维重建算法,该算法建立在本实验室已有的残余图算法的基础上,实验证明,该算法切实可行,完全可以达到预想目的。
 


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