[發(fā)明專利]基于序列圖像的果穗三維重建方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210572041.9
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN103077559A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙春江;杜建軍;郭新宇;王傳宇;肖伯祥
• 申請（專利權(quán)）人: 北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心
• 主分類號: G06T17/30
• 分類號: G06T17/30
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

1.一種基于序列圖像的果穗三維重建方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、獲取預(yù)定數(shù)目的果穗圖像，并對所述果穗圖像進(jìn)行預(yù)處理，得到果穗外輪廓圖像，所述果穗圖像攜帶三維果穗信息；

S2、對所述果穗外輪廓圖像進(jìn)行校正；

S3、根據(jù)校正后的所述果穗外輪廓圖像，獲得所述果穗的輪廓圖像，并建立輪廓點三維坐標(biāo)系；

S4、對輪廓點集進(jìn)行插值或采樣，建立所述果穗的三維表面網(wǎng)格模型；

S5、根據(jù)所述果穗三維表面網(wǎng)格模型，計算所述果穗的表面積和體積，并根據(jù)所述果穗圖像攜帶的三維果穗信息，建立三維果穗模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1中所述獲取果穗圖像具體包括：

S11、將果穗固定在旋轉(zhuǎn)軸預(yù)定點，利用相機(jī)在預(yù)定位置處拍攝果穗，得到第一張果穗圖像；

S12、將果穗沿旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度，利用相機(jī)在所述預(yù)定位置處拍攝果穗，得到第二張果穗圖像；

S13、重復(fù)步驟S12，當(dāng)獲取到所述預(yù)定數(shù)目的所述果穗圖像時結(jié)束。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定數(shù)目至少為兩張。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，若所述預(yù)定數(shù)目為兩張，則獲取的所述果穗圖像為兩張正交圖像；

若所述預(yù)定數(shù)目為大于等于三張，則獲取的所述果穗圖像中有兩張為正交圖像。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1中對所述果穗圖像進(jìn)行預(yù)處理具體包括：

S14、確定所述果穗圖像的背景閾值；

S15、根據(jù)所述背景閾值確定所述果穗外輪廓圖像。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2具體包括：

S21、計算所述果穗外輪廓圖像的有向包圍盒；

S22、根據(jù)所述有向包圍盒建立所述果穗的局部坐標(biāo)系；

S23、通過旋轉(zhuǎn)使得所述果穗的中心軸垂直于水平線，并將所述果穗外輪廓圖像中所述果穗的高度縮放為標(biāo)準(zhǔn)高度。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，步驟S23中所述標(biāo)準(zhǔn)高度通過以下公式獲得：

H=H1+H22]]>

其中，H為標(biāo)準(zhǔn)高度；H₁為所述果穗與相機(jī)為最小距離時所述果穗外輪廓圖像上所述果穗的高度；H₂為在H₁時的所述果穗旋轉(zhuǎn)180度后所述果穗外輪廓圖像上所述果穗的高度；所述最小距離為當(dāng)所述果穗圍繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)過程中所述果穗與相機(jī)的距離最小時的距離。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S3具體包括：

S31、對校正后的所述果穗外輪廓圖像提取果穗的輪廓，得到所述果穗的輪廓圖像；

S32、將所述果穗的輪廓圖像中的輪廓點分裂為左輪廓點集、右輪廓點集和中心點集；

S33、利用兩張正交圖像中所述果穗的中心點集確定所述果穗的三維中心軸；

S34、根據(jù)所述果穗圖像的拍攝角度建立所述果穗的所述輪廓圖像的輪廓點三維坐標(biāo)系。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S4具體包括：

S41、對所述果穗的所述輪廓圖像的縱剖面輪廓進(jìn)行插值或采樣，得到縱剖面輪廓點集；

S42、對所述果穗的所述輪廓圖像的橫剖面輪廓進(jìn)行插值或采樣，得到橫剖面輪廓點集；

S43、根據(jù)縱剖面輪廓點與橫剖面輪廓點的對應(yīng)關(guān)系，將輪廓點依次連接為三角形，得到三角化果穗三維表面網(wǎng)格模型。