[發(fā)明專利]基于點云特征的植物葉片幾何造型方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810420070.0
• 申請日: 2018-05-04
• 公開（公告）號: CN108629825B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸玲;王志暢;李麗華;王蕾;耿興曉
• 申請（專利權(quán)）人: 東華理工大學(xué)
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00
• 代理公司: 北京科家知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

本發(fā)明提供了一種基于點云特征的植物葉片幾何造型方法，包括：步驟1，提取葉片點云幾何特征及形狀特征；其中，所述幾何特征包括點云葉片的主軸方向和葉面法向量，所述形狀特征包括葉片左右邊緣點線、主軸點線、葉面彎曲點線；步驟2，基于葉片左右邊緣點線、主軸點線、葉面彎曲點線特征進(jìn)行葉片幾何造型。本發(fā)明計算效率高、幾何形狀逼真，可以應(yīng)用到主軸彎度較小的其它長形葉片造型中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于點云特征的植物葉片幾何造型方法。

背景技術(shù)

基于三維點云的物體重建方法具有重建精度高的特點，但點云數(shù)據(jù)的空間關(guān)系的處理計算量大，效率低。

目前，基于點云的植物葉片的造型方法大都采用通用的點云處理方式，沒有針對葉片形態(tài)的特點進(jìn)行，因此計算效率不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于點云特征的植物葉片幾何造型方法，以解決上述技術(shù)問題。

本發(fā)明提供了一種基于點云特征的植物葉片幾何造型方法，包括：

步驟1，提取葉片點云幾何特征及形狀特征；其中，所述幾何特征包括云葉片的主軸方向和葉面法向量，所述形狀特征包括葉片左右邊緣點線、主軸點線、葉面彎曲點線；

步驟2，基于葉片左右邊緣點線、主軸點線、葉面彎曲點線特征進(jìn)行葉片幾何造型。

進(jìn)一步地，步驟1具體包括：

基于主成分分析法計算點云葉片的主軸方向和葉面法向量；

通過對葉片點云幾何變換使主軸方向和葉面法向量分別變換到Y(jié)軸與Z 軸；

通過對葉片點云投影變換生成三視圖；其中，所述三視圖包括正視圖、側(cè)視圖、俯視圖；

對三視圖進(jìn)行去除噪聲點處理；

通過三視圖分別提取葉片左右邊緣點線、主軸點線、葉面彎曲點線。

進(jìn)一步地，步驟2具體包括：

建立葉片初始矩形參數(shù)方程；

利用葉片左右邊緣點線設(shè)計矩形的葉緣變形函數(shù)；

利用葉片主軸點線設(shè)計矩形在垂直方向沿法向量的變形函數(shù)；

利用葉片彎曲點線設(shè)計矩形在水平方向沿法向量的變形函數(shù)；

根據(jù)葉片的參數(shù)方程及簡單光照模型繪制葉片形狀效果。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果是：計算效率高、幾何形狀逼真，可以應(yīng)用到主軸彎度較小的長形葉片造型中。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的流程圖。

圖2是本發(fā)明植物葉片特征提取的方法流程圖；

圖3是本發(fā)明五個葉片點云示意圖；

圖4是本發(fā)明葉片的主軸方向與葉面的法向量示意圖；

圖5是本發(fā)明葉片點云正方向位置示意圖；

圖6是本發(fā)明葉片的邊緣點線示意圖；

圖7是本發(fā)明葉片正視圖；

圖8是本發(fā)明葉片側(cè)視圖；

圖9是本發(fā)明葉片俯視圖；

圖10是本發(fā)明葉片三視圖濾波去噪圖；

圖11是本發(fā)明完成的葉片左右邊緣提取示意圖；

圖12是本發(fā)明完成的主軸點線提取示意圖；