[發明專利]一種藤蔓類植物的三維模型建立方法

有效

• 申請號: 201210364645.4
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN102930596A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 陸聲鏈;郭新宇;肖伯祥;王傳宇;吳升
• 申請（專利權）人: 北京農業信息技術研究中心
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

1.一種藤蔓類植物的三維模型建立方法，其特征在于包括以下步驟：

S1、獲取藤蔓類植物的藤蔓、葉片和葉柄的形態特征信息；

S2、根據葉柄在藤蔓上的著生節位將葉片分為3個著生節位區間，每個著生節位區間選取若干個葉片并進行三維掃描，用來建立所述藤蔓類植物葉片的三維模型；

S3、建立所述藤蔓類植物的藤蔓和葉柄的三維模型；

S4、根據所述藤蔓類植物的藤蔓、葉柄和葉片的三維模型建立所述藤蔓類植物的整體形態三維模型。

2.如權利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟S1具體包括：利用三維數字化儀分別獲取所述植物的藤蔓、葉片和葉柄的形態特征信息。

3.如權利要求2所述方法，其特征在于，所述藤蔓類植物以節間為單位，所述步驟S1具體包括：每個節間用三維數字化儀獲取預設數目個特征點，其中一個點位于葉柄在藤蔓上的著生點；其余點分別位于葉片與葉柄的交叉點、葉尖處、葉片左右兩邊的最寬處。

4.如權利要求3所述方法，其特征在于，所述預設數目為5。

5.如權利要求1所述方法，其特征在于，步驟S2具體包括：

S21、從所述藤蔓類植物中選取第一預定數目棵植株，測量植株的葉片總數量，然后計算植株的葉片平均數；

S22、基于所述葉片平均數，根據葉柄在藤蔓上的著生節位的位置，將葉片分為3個著生節位區間，每個著生節位區間選取第二預定數目個葉片；

S23、采用三維掃描儀從正面獲取所述葉片的三維點云數據，并采用Delaunay三角剖分法從三維點云中生成每個葉片的三維模型。

6.如權利要求5所述方法，其特征在于，所述葉片的3個著生節位區間為：

著生節位區間A：

著生節位區間B：

著生節位區間C：

7.如權利要求3所述方法，其特征在于，步驟S3具體包括：

S31、將葉柄在藤蔓上的著生點作為控制點，用B樣條曲線表示每條藤蔓；

S32、在所述葉柄與葉片交叉點和該葉柄在藤蔓上的著生點之間生成一個新特征點，并將這三個點作為葉柄的特征點，用B樣條曲線表示每根葉柄，從而利用B樣條曲線表示的藤蔓和葉柄建立每株植物的藤蔓和葉柄的骨架結構；

S33、基于所述每株植物的藤蔓和葉柄的骨架結構，生成每條曲線的三維網格曲面，從而建立植物藤蔓和葉柄的三維網格模型。

8.如權利要求1所述方法，其特征在于，所述步驟S4具體包括：

S41、基于步驟S3所述的三維網格模型中的每根葉柄，根據該葉柄的著生節位，隨機選取一個對應著生節位區間類型的葉片的三維模型放置到該葉柄的頂端；

S42、調整所放置的葉片三維模型的方向和大小，從而完成植株的整體形態結構三維模型的建立。

9.如權利要求如權利要求8所述方法，其特征在于，所述步驟S2之后，進一步包括：

對所述植物的葉片的三維模型進行歸一化處理，并建立所述植物的葉片三維模型模板庫的步驟；

所述步驟S41具體包括:

基于步驟S3所述的三維網格模型中的每根葉柄，根據該葉柄的著生節位，從葉片三維模型模板庫中對應著生節位區間類型的葉片三維模型中，隨機選取一個葉片三維模型放置到該葉柄的頂端。

10.如權利要求9所述方法，其特征在于，所述對所述植物的葉片的三維模型進行歸一化處理，并建立所述植物的葉片三維模型模板庫具體包括：

通過三維模型的頂點平衡和頂點縮放對所述植物的葉片的三維模型進行歸一化處理；并記錄每個葉片三維模型的四個關鍵頂點，建立所述植物的葉片三維模型模板庫。