农作物几何特征量测量系统设计与试验

摘要：

为实现复杂背景下农作物几何特征量的实时测量,设计了交互式软件系统和便携式硬件结构.软件基于Matlab图像处理技术和多个作物几何特征量的计算模型,提出了动态交互式颜色特征提取方法和逐点颜色分量差值筛选法,实现了目标作物与背景的有效分离.研究了非旋转体作物体积与投影面积的关系,提出了测量这类作物的体积等特征量的新思路;建立了单位像素实际值与物距的对应关系,避免了需要在背景中设置参照从而计算单位像素代表作物几何特征量的实际值.软件渗透了人机交互和分类设计的思想,具有较好的交互性、通用性和扩展性.硬件采用高配的PC机核心部件、快速响应的工业触摸屏、自动定焦对焦工业相机和可控的相机支架、大容量锂电池.结构紧凑(29.8 cm×19.9 cm ×6 cm)、操作简便、便于手持式和分体式测量.系统经过精度测量和实时测试,能完成多种作物的几何特征量测量,一般测量误差4％～8％,自动处理时间平均1.63 s(建好颜色特征库时),装置有较好的处理速度,有一定的实用价值.

关键词：农作物几何特征量、便携式测量装置、分类式测量系统、人机交互式颜色特征提取、分量差值筛选法

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分类号：S126(农业物理学)

资助基金：国家高技术研究发展计划863计划资助项目2012AA101904-5、江苏省自然科学青年基金资助项目BK20130670和江苏省产学研联合创新基金——前瞻性联合研究资助项目BY2013050

在线出版日期：2016-04-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1-10,17