农业工程学报

作者：刘旭赞,宋正河,杨朔飞,崔浩,马于雯,

关键词：草莓, 尺寸估计, 表型解析, 语义分割, RANSAC-PCA, 半截锥模型

基金：42

为在线估计垄作类锥型草莓果实的三维尺寸，该研究提出一种基于单视角RGB-D的“改进YOLOv8s-seg+半截锥模型”轻量级框架。YOLOv8s-seg主干嵌入C2f_Faster_EMA模块，在参数量仅增加0.3M，mAPsub>0.5/sub>由94.1%提升至96.9%，成熟果分割精度达到98.3%，推理速度仍保持159.3帧/s。根据获取的点云数据，经点云匹配-滤波-下采样-RANSAC-PCA级联处理，完成主轴线及质心估计。进而以纵径、顶径、底径构建半截锥模型，通过优化实现点云-模型亚毫米匹配。试验表明，经统计滤波与体素下采样预处理，点云数量从数千被规整化为百余量级的同时，其主体几何特征得以完整保留。不同视角下纵径、顶径、底径估计与实测差异分别为1.2%、0.7%、1.7%；不同高度下差异1.8%、1.2%、4.8%；多样本试验总体平均估计误差为在亚毫米级；全流程平均耗时3.3s/帧。在系统对比中优于单帧截断符号距离函数与半椭圆模型，且弥补了半椭圆模型对底径估计不足的问题，实现了草莓三维尺寸完整、精确的表征，满足田间事实尺寸估计需求。/

来源：2026年第6期

《农业工程学报》期刊编辑部

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