[發明專利]基于骨架點云的樹木建模方法

有效

• 申請號: 201010188287.7
• 申請日: 2010-06-01
• 公開（公告）號: CN101866495A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 張曉鵬;劉佳;李紅軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 梁愛榮

1.一種基于骨架點云的樹木建模方法，其特征在于，該樹木建模方法的步驟包括：

步驟1：用戶在兩幅樹木圖片上用單像素畫筆或者畫刷手工勾畫出具有樹冠輪廓、具有不同的主枝筆畫的樹木草圖，將具有不同的主枝筆畫的兩幅草圖輸入到圖像處理設備；

步驟2：圖像處理設備對草圖中每個主枝筆畫像素的近鄰像素進行分析，從而提取二維骨架；

步驟3：基于等高同位置對應原則從兩個二維骨架構建三維骨架點云，使該三維點云在兩個輸入方向的平行投影滿足二維骨架約束；

步驟4：基于三維骨架點云，將一個二維骨架擴展為三維主枝骨架；

步驟5：以構建的三維主枝骨架為模版，在二維樹冠輪廓約束內，通過主枝的復制、平移、旋轉操作構建第一級細枝骨架，然后以第一級細枝骨架為模版按相同方法構建第二級細枝骨架，依此類推，得到指定級數的細枝骨架；

步驟6：根據對骨架切向量、法向量和副法向量的估算創建廣義圓柱，通過圓柱擬合得到樹枝的幾何模型；

步驟7：在樹枝幾何模型上添加葉子或水果完成整個樹木模型，每個葉子或水果由映射了一個四通道圖像紋理的四邊形來表示，將一個序列的葉子模型放置到細枝骨架點上，然后在葉子位置、葉子朝向以及葉與枝的距離參數中引入隨機因素。

2.按權利要求1所述的方法，其特征在于，所述等高同位置對應原則是指對于兩個二維骨架，相同高度上處于相同位置的骨架點為對應點。

3.按權利要求1所述的方法，其特征在于，所述二維骨架擴展為三維主枝骨架是通過在三維骨架點云中搜索該二維骨架的三維匹配點實現。

4.按權利要求1所述的方法，其特征在于，所述由二維骨架擴展得到的三維主枝骨架的任意兩個骨架點的歐式距離不超過閾值。