基层动态-果园生产机械化岗位在Frontiers in Plant Science发表学术论文

果园生产机械化岗位在Frontiers in Plant Science发表学术论文

时间: 2024年08月30日　来源:徐兴

　　近日，国家香蕉（芒果）产业技术体系果园生产机械化岗位团队在期刊Frontiers in Plant Science发表了题为“A method for measuring banana pseudo-stem phenotypic parameters based on handheld mobile LiDAR and IMU fusion”的研究论文.

　　香蕉假茎的直径和高度是香蕉植株的关键指标，对于评估植株健康状况和预测香蕉产量具有指导性作用。目前，摄像头和激光雷达（LiDAR）是测量作物表型参数的常用设备。相较于激光雷达，摄像头成本较低，并能提供更准确的测量数据，但在户外环境中，光照和天气等环境因素会影响图像质量，甚至无法获得准确信息。此外，摄像头难以实现香蕉假茎表型参数的大规模测量，这为园区管理带来了挑战。

　　本研究利用移动激光雷达和IMU传感器融合的技术（图1）实现了室外香蕉园环境地图（图2）的构建并完成了香蕉假茎大规模的表型参数采集。对于香蕉假茎直径的测量，不同的方法在测量结果的稳健性上有所不同。因此，我们对比了四种不同的圆拟合方法来估计香蕉假茎的大小：最小二乘圆拟合（图3A）、霍夫变换圆拟法（图3B）、鲁棒最小裁剪二乘法（图3C）和RANSAC圆拟合法（图3D），测量结果如图3。针对香蕉假茎高度的测量，我们使用本文提出的连续性滑动窗口法（图4A）与传统测量方法（图4B）测量结果进行对比。实验结果表明，本文提出的方法对于室外环境下香蕉假茎直径和高度的大规模测量准确度较高，为进一步研究新型传感器对于室外果园表型规模化测量提供了一种可行的方法。

　　杨洲教授为第一作者，硕士研究生江启明为本文第二作者，徐兴副教授为通讯作者，共同指导了本研究工作。本研究获得了岭南现代农业实验资助（NT2021009）和国家重点研发计划（CARS-31）的资助。

　　文章链接：https://www.frontiersin.org/journals/plant-science/articles/10.3389/fpls.2024.1369501/full

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图1.采集设备