Bewertung der Messunsicherheit bei der Analyse von Obstbäumen mit mobilem 2D-Laserscanner

Abstract

Eine genaue Schatzung der geometrischen Pflanzenvariablen in Obstanlagen ist unerlasslich fur deren prazise Bewirtschaftung. Auf dem Traktor montierte, mobile 2D-LiDAR-Systeme konnen die Aufnahme von 3D-Punktewolken der Oberflachen und somit eine Analyse des Wachstums von Obstbaumen in der Zukunft ermoglichen. Obwohl die Methode einige Vorteile hat, wie die Verwendung einer aktiven Lichtquelle zur Messung bei wechselnden Lichtverhaltnissen, kann jedoch eine Verzerrung der 3D-Punktewolke aufgrund des storenden Einflusses von Reichweite und Einfallswinkel des Laserstrahls auftreten. Um diese Effekte zu quantifizieren, wurde ein Quader mit bekannter Grose vermessen. Die Oberflache des Metallkastens wurde mit Bariumsulfat als Diffusionsbeschichtung modifiziert. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass die geschatzte mittlere Hohe des Kastens kleiner als die tatsachliche Hohe war, wahrend die Breitenschatzung die tatsachliche Breite uberschritt. Der hochste Fehler (RMSE) betrug 2,09 % bzw. 0,91 % fur die Hohen- und Breitenschatzung. Es wurde festgestellt, dass die Schatzung des Volumens des Kastens und anschliesend eines Obstbaums unter Verwendung von segmentierten Ebenen des Messobjektes zur Vermessung gut geeignet war und in kommerziellen Obstanlagen neue Moglichkeiten der Informationsgewinnung fur die prazise, einzelbaumspezifische Bewirtschaftung bietet.