多源番茄冠层3D数据同步采集系统构建与应用

该研究构建了一个基于Kinect2.0传感器的多源番茄冠层3D数据同步采集系统，以克服单一相机图像的问题，如单次采集数据量少、时效性差，并难以满足复杂农田中高效高精度采集作物数据的需求。与双目采集系统相比，该系统实现了对作物结构特征的高精度全面采集，并在室外环境中对作物信息采集具有高适应性。该系统由三个Kinect2.0传感器、笔记本电脑、线圈和相机支架组成。每个Kinect2.0传感器安装在可调角度拍摄架的固定位置上。三个Kinect 2.0传感器以120度角度放置，并通过USB3.0适配器连接到笔记本电脑。Kinect传感器持续发送近红外光脉冲到目标，然后通过光敏模块接收从物体返回的近红外光脉冲。通过检测脉冲的往返时间来获取目标距离，并实时获得番茄冠层的空间位置信息。深度数据的有效采集范围为0.5米至4.5米，误差精度约为2~6毫米。该系统能够在短时间内准确稳定地采集番茄冠层的点云和彩色图像信息。为了确保番茄植物的生长，数据采集工作在室外环境中进行。番茄冠层的3D同步采集平台的示意图如图2所示。