Detection of maize stem diameter by using RGB-D cameras’ depth information under selected field condition
Notice bibliographique
Résumé
Stem diameter is a critical phenotypic parameter for maize, integral to yield prediction and lodging resistance assessment. Traditionally, the quantification of this parameter through manual measurement has been the norm, notwithstanding its tedious and laborious nature. To address these challenges, this study introduces a non-invasive field-based system utilizing depth information from RGB-D cameras to measure maize stem diameter. This technology offers a practical solution for conducting rapid and non-destructive phenotyping. Firstly, RGB images, depth images, and 3D point clouds of maize stems were captured using an RGB-D camera, and precise alignment between the RGB and depth images was achieved. Subsequently, the contours of maize stems were delineated using 2D image processing techniques, followed by the extraction of the stem’s skeletal structure employing a thinning-based skeletonization algorithm. Furthermore, within the areas of interest on the maize stems, horizontal lines were constructed using points on the skeletal structure, resulting in 2D pixel coordinates at the intersections of these horizontal lines with the maize stem contours. Subsequently, a back-projection transformation from 2D pixel coordinates to 3D world coordinates was achieved by combining the depth data with the camera’s intrinsic parameters. The 3D world coordinates were then precisely mapped onto the 3D point cloud using rigid transformation techniques. Finally, the maize stem diameter was sensed and determined by calculating the Euclidean distance between pairs of 3D world coordinate points. The method demonstrated a Mean Absolute Percentage Error (MAPE) of 3.01%, a Mean Absolute Error (MAE) of 0.75 mm, a Root Mean Square Error (RMSE) of 1.07 mm, and a coefficient of determination (R²) of 0.96, ensuring accurate measurement of maize stem diameter. This research not only provides a new method of precise and efficient crop phenotypic analysis but also offers theoretical knowledge for the advancement of precision agriculture.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».