植物生长过程中几何形态的动态变化对植物产量和品质的预测有着重要的指导意义,感夜运动也被用作植物生长状态的表征。植物几何形态的一个重要参数是叶片面积值,描述感夜运动的主要参数是叶片方位角、叶片仰角和叶片旋转角。为了能够原位无损测量植株叶片面积和全周期测量描述感夜运动的三个角度参数,本课题搭建了植株外观几何形态与生长环境参数协同监测平台,并建立了三种不同的叶片面积计算模型,分别为单平面模型、多区域划分模型和矢量三角形模型,同时也建立了三个角度的测量模型,基于双目立体视觉系统和彩色数字图像处理获得叶片面积值和三个角度值。通过叶片面积测量和叶片感夜运动参数的测定实验,对叶片面积数据进行相对误差计算和相关性检验以及对叶片感夜运动参数数据进行方差分析,验证了建立的叶片面积计算模型的可用性和精确度,归纳了植物叶片感夜运动的规律。本课题为进一步的设施农业与精准农业研究搭建了基础性实验平台,提供了测量和建模技术,远期目标是构建环境因子对植株表型的影响及作用规律的量化评估模型。基于立体视觉的测量方法不会干扰植株的正常生长和伤害植株,保证了农学实验的连续性,并且在平台上设置转盘和拍照暗箱的结构设计具有一定的创新性,提高了工作效率,同时也减少了温室自然状态下光照条件多变和背景复杂对图像处理造成的干扰。本课题在建立叶片面积测量模型时考虑了叶片是空间曲面的特征以及叶片的空间取向的影响,具有一定的创新性。