[发明专利]一种植物三维结构及光谱信息的同步测量系统及测量方法

说明书

本发明实施例提供一种植物三维结构及光谱信息的同步测量系统及测量方法。其中，所述系统包括：采集装置和处理中心；采集装置用于同步采集植物的高光谱图像、全色图像和双目RGB图像，并发送至处理中心；处理中心用于接收高光谱图像、全色图像和双目RGB图像，并对高光谱图像、全色图像和双目RGB图像进行处理进而获得植物的三维结构及光谱信息。本发明实施例提供的植物三维结构及光谱信息的同步测量系统及测量方法，可实现实时植物三维立体结构及对应光谱信息测量，所测即所得；为进行植物生长动态监测冠层结构变化和生理生态变化提供了高效的传感器工具，能够满足精准信息获取、精确建模及精准决策的需求，可以极大推动农业生产决策信息化。

技术领域

本发明实施例涉及图像采集及处理技术领域，具体为一种植物三维结构及光谱信息的同步测量系统及测量方法。

背景技术

植物生长过程中其冠层结构会随着生长进程发生显著变化，同时受养分、干旱及病虫害影响其地上部分(叶片、茎秆、果实等)会呈现不同生理生态变化。为了精准监测植物动态结构及生理变化，必须依赖高精度监测仪器。现阶段主要通过两类传感器分别进行监测，对于植物冠层结构(植物三维结构)主要利用激光雷达测量方法，对于光谱信息主要依赖成像或非成像光谱类传感器。

利用激光雷达方法测量植物冠层结构时，点云虽然可以直接体现植物结构特征，但是点云密度仍受限制，且高扫描线激光雷达成本高；此外，必须辅助地面参考差分定位系统才能实现点云的拼接处理，增加了技术难度。利用非成像光谱类传感器测量光谱信息时，由于其采集的光谱信息是一定空间范围内所有地物的混合光谱，数据量很小、传输效率和光谱精度高。但难以满足进行植物内部或组分间精细生理生态探测要求，即无法区分植物冠层不同部分生理生态差异(如色素、水分、生物量、病虫害、光合…)。现有测量植物冠层结构和测量植物高光谱分开进行，难以同时获取植物冠层结构和光谱信息，无法满足植物生长动态结构变化和生理生态变化同步监测需求。

发明内容

为解决现有植物三维结构及光谱信息无法实现同步测量的问题，本发明实施例提供一种植物三维结构及光谱信息的同步测量系统及测量方法。

第一方面，本发明实施例提供一种植物三维结构及光谱信息的同步测量系统，该系统包括：采集装置和处理中心；其中，所述采集装置用于同步采集植物的高光谱图像、全色图像和双目RGB图像，并将所述高光谱图像、所述全色图像和所述双目RGB图像发送至所述处理中心；所述处理中心用于接收所述高光谱图像、所述全色图像和所述双目RGB图像，并对所述高光谱图像、所述全色图像和所述双目RGB图像进行处理进而获得所述植物的三维结构及光谱信息。

第二方面，本发明实施例提供一种植物三维结构及光谱信息的同步测量方法，该方法包括：利用采集装置同步采集植物的高光谱图像、全色图像和双目RGB图像，并将所述高光谱图像、所述全色图像和所述双目RGB图像发送至处理中心；所述处理中心接收所述高光谱图像、所述全色图像和所述双目RGB图像，并对所述高光谱图像、所述全色图像和所述双目RGB图像进行处理进而获得所述植物的三维结构及光谱信息。

本发明实施例提供的植物三维结构及光谱信息的同步测量系统及测量方法，可实现实时植物三维立体结构及对应光谱信息测量，所测即所得，解决了当前实时测量植物冠层三维结构和光谱信息无法同步测量难题；为进行植物生长动态监测冠层结构变化和生理生态变化提供了高效的传感器工具，能够满足精准信息获取、精确建模及精准决策的需求，可以极大推动农业生产决策信息化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的植物三维结构及光谱信息的同步测量系统结构示意图；