基于角度约束空间殖民算法的树点云几何结构重建方法

被引：11

作者：

师翊 ^{[1
]}

何鹏 ^{[2
]}

胡少军 ^{[2
]}

张志毅 ^{[2
]}

耿楠 ^{[2
]}

何东健 ^{[1
]}

机构：

[1] 西北农林科技大学机械与电子工程学院

[2] 西北农林科技大学信息工程学院

来源：

农业机械学报 | 2018年 / 02期

基金：

国家高技术研究发展计划(863计划);

关键词：

树; 点云; 三维重构; Kinect 2.0; 空间殖民算法; 生长角度约束;

D O I：

暂无

中图分类号：

TP391.41 [];

学科分类号：

080203 ;

摘要：

激光点云数据包含信息丰富、精度高,在森林演变、植物模型重构方面应用广泛。为提高树三维重构时的精度与真实感,提出一种基于实测点云数据的三维重构方法。首先,使用Kinect 2.0采集树的双面点云数据,在树根附近放置塑料标准球作为标记,使用人工标记法粗配与ICP算法精配相结合的方式对获取的双面点云数据进行配准,得到树完整的点云数据;其次,引入生长角度约束改进空间殖民算法生成树的三维骨架,根据管道模型估算树枝粗度,使用广义圆柱体生成树干;最后,对叶片单独建模,根据叶序规则添加树叶完成树的三维重构。以玉兰树、枫树以及Limit Tree为例进行重构试验,试验结果表明,该方法能够逼真地模拟树的三维形态结构,较好地展现树的拓扑结构关系,重构误差在6.5%以内,可为虚拟树木三维建模、虚拟修剪以及树的拓扑结构分析等研究提供参考。

引用

页码：207 / 216

页数：10

共 32 条

[21] Modeling and visualization of leaf venation patterns [J].

Runions, A ;

Fuhrer, M ;

Lane, B ;

Federl, P ;

Rolland-Lagan, AG ;

Prusinkiewicz, P .

ACM TRANSACTIONS ON GRAPHICS, 2005, 24 (03) :702-711

[22] 基于实测数据的作物三维信息获取与重建方法研究进展 [J].

张建 ;

李宗南 ;

张楠 ;

谢静 ;

贺立源 .

华中农业大学学报 , 2013, (04) :126-134

[23]

Building a 3D scanner system based on monocular vision. Zhang, Zhiyi,Yuan, Lin. Applied Optics . 2012

[24]

Description of the form of trees by the parameters of the tree-like body: effects of the branching angle and the branch length on the sample of the tree-like body. Honda H. Journal of Theoretical Biology . 1971

[25] Texture-Lobes for Tree Modelling [J].

Livny, Yotam ;

Pirk, Soeren ;

Cheng, Zhanglin ;

Yan, Feilong ;

Deussen, Oliver ;

Cohen-Or, Daniel ;

Chen, Baoquan .

ACM TRANSACTIONS ON GRAPHICS, 2011, 30 (04)

[26]

Capture of multi-view point clouds and registration of plants based on Kinect. YU X,SONG H,WANG S. International Agrophysics . 2016

[27]

Evaluating and improving the depth accuracy of Kinect for Windows v2. YANG L,ZHANG L,DONG H,et al. IEEE Sensors Journal . 2015

[28]

The algorithmic beauty of plants. Prusinkiewicz Przemyslaw,Lindenmayer Arstid. . 1990

[29] Skeleton extraction by mesh contraction [J].

Au, Oscar Kin-Chung ;

Tai, Chiew-Lan ;

Chu, Hung-Kuo ;

Cohen-Or, Daniel ;

Lee, Tong-Yee .

ACM TRANSACTIONS ON GRAPHICS, 2008, 27 (03)

[30]

L 1</sub>-medial skeleton of point cloud[J] . Hui Huang,Shihao Wu,Daniel Cohen-Or,Minglun Gong,Hao Zhang,Guiqing Li,Baoquan Chen. &nbspACM Transactions on Graphics (TOG) . 2013 (4)

← 1 2 3 4 →