题目：植物冠层三维结构信息探测技术研究

近年来，随着农业信息化、定量化的飞速发展，利用探测冠层三维结构信息的方法来重构植物的数字化再现技术成为国内外研究的热点。现有的植物冠层结构信息探测技术多采用传统的测量仪器，需要消耗大量的人力和时间。本论文旨在研制一套植物冠层三维结构测量系统，该系统能够快速、准确地采集植物冠层三维点云数据。
本论文的内容包括：
（1）系统建模。分析了线结构光三维测量原理；建立系统测量模型，推导被测点三维坐标公式，并对所建模型进行了理论误差分析。
（2）系统设计与构建。设计系统参数并完成硬件选型；设计系统光路并完成搭建与调节；提出了一种新的双振镜扫描方式，实现了三维点云的快速采集；设计软件并编程实现整个测量和标定过程。
（3）系统标定。采用了一种基于2D平面靶标的光平面标定方法，只需在同一位置分别拍摄有光条、无光条的图像即可实现系统标定，避免了立体靶标的复杂性。进行标定结果精度分析实验，验证了该标定方法的准确性。
（4）系统测量实验与分析。对平面、圆柱面、球体和实际植物进行测量，2m远处平面测量标准差小于1.072mm；圆柱面测量标准差小于1.323mm，直径测量绝对误差小于0.475mm，相对误差小于0.397%；球体测量标准差小于1.212mm，直径测量绝对误差小于0.801mm，相对误差小于0.424%；通过对实际植物冠层进行测量实验，结果表明，本论文建立的测量系统能够快速、准确地采集植物冠层三维点云数据，点云重建结果逼近植物冠层真实形态。