该系统由三个Kinect2.0传感器、笔记本电脑、线圈和摄像头支架组成。每个Kinect2.0传感器安装在可调角度拍摄架的固定位置。三个Kinect 2.0传感器以120度角放置，并通过带有USB3.0的适配器连接到笔记本电脑。Kinect传感器不断向目标发送近红外光脉冲。然后通过光敏模块接收从物体返回的近红外光脉冲。通过检测脉冲飞行往返时间获取目标距离，动态获取番茄冠层的空间位置信息。该系统能够在短时间内采集到准确、稳定的番茄冠层点云和彩色图像信息。为保证番茄植株的生长，数据采集工作在室外环境中进行。番茄冠层三维同步采集平台示意图如图3所示。

图2 数据处理流程图

图3 番茄冠层三维数据同步采集平台

图4 条件过滤后的点云

图5 SOR过滤后番茄冠层的点云

图6 点云配准原理示意图

图7 不同视角的番茄冠层点云及特征点 (a) 视角1原始点云。(b) 视角2原始点云。(c) 视角3原始点云。(d) 视角1特征点云。(e) 视角2的特征点云。(f) 视角3的特征点云。

图8 3D-NDT算法流程图

图9 所提算法获得准确的配准结果。(a) 树冠模型向左旋转45度。(b) 树冠模型右转45度。(c) 冠层模型的点云划分。