基于Pointnet++的花生植株三维模型器官分割研究

来源：中国农机化学报杂志2026年第1期北京时间：

作者：孟兆凡, 程曼, 袁洪波, 赵欢

单位：1. 河北农业大学机电工程学院，河北保定，071001； 2. 沧州渤海新区黄骅市农业农村发展局，河北沧州，062550

摘要：基于点云进行三维重构并进行器官分割对植物学研究至关重要，为研究花生植株茎叶器官分割训练样本的数量和类型对分割结果的影响规律，基于Pointnet++构建花生植株三维模型茎叶分割网络模型，并对比分析训练集类型以及数量对分割效果的影响。当训练集为10株花生幼苗期数据时，模型分割效果最好，准确率、类平均准确率、类平均交并比、F1分数分别为94.5%、81.9%、76.9%、85.7%。其中，在花生荚果期训练集中加入20株开花期数据，类平均准确率、类平均交并比分别上升19.55%、20.75%。试验结果表明，Pointnet++可以有效分割花生植株茎叶器官，训练集的多样性和数据量的增加有利于模型学习花生植株不同生长阶段的形态特征，在训练集中加入相近生长阶段和生长特征的模型数据，并增加数据量对模型分割效果提高更明显。

关键词：花生植株,三维建模,点云,器官分割,训练集

基金资助：国家自然科学基金项目（32001412）