[發明專利]植物三維表型解析方法及裝置

在審

• 申請號: 202210051281.8
• 申請日: 2022-01-17
• 公開（公告）號: CN114581626A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 溫維亮;郭新宇;劉凱;茍文博;吳升
• 申請（專利權）人: 北京市農林科學院信息技術研究中心
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20;G06T7/62;G06T7/11;G06T5/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 郭亮

1.一種植物三維表型解析方法，其特征在于，包括：

對目標植物的點云數據進行點云分割，分割得到包括莖稈和葉片的植株點云；

對所述植株點云提取器官點云骨架，得到目標植物包括每個葉片骨架的骨架模型；

根據所述骨架模型每個葉片的骨架信息，在葉片網格模板庫中分別選出相似度最高的葉片網格模板；根據每個葉片的骨架和對應的葉片網格模板，對目標植物進行三維重建，生成目標植物的網格模型；

根據目標植物網格模型，計算植株的表型參數。

2.根據權利要求1所述的植物三維表型解析方法，其特征在于，所述對目標植物的點云數據進行點云分割之前，還包括：

采用統計濾波或均勻濾波方法，對采集的目標植物植株點云數據進行去噪。

3.根據權利要求1所述的植物三維表型解析方法，其特征在于，所述根據每個葉片的骨架和對應的葉片網格模板，對目標植物進行三維重建，包括：

以每個葉片的骨架為基準，對相應的葉片網格模板進行變形，使得預設的能量函數值最小，得到重建后每個葉片的葉片網格模型；

其中，所述能量函數表示所有對應邊變形前后長度之差的加權平方和。

4.根據權利要求1所述的植物三維表型解析方法，其特征在于，葉片網格模板庫中每個葉片網格模板與葉脈垂直的每一行包含的點數相同，每行中間的點為葉片網格的葉脈點,每行兩端的點為葉邊緣點，與葉脈平行的兩端為葉生長點和葉尖點。

5.根據權利要求1-4任一項所述的植物三維表型解析方法，其特征在于，所述表型參數包括：株高、葉長、葉寬、葉面積、葉傾角或方位角。

6.根據權利要求5所述的植物三維表型解析方法，其特征在于，所述根據目標植物網格模型，計算植株的表型參數，包括：

根據目標植物網格模型，計算當前葉片每排點的累加距離作為當前位置的葉寬，選擇所有位置的最大葉寬作為當前葉片的葉寬。

7.根據權利要求1所述的植物三維表型解析方法，其特征在于，所述對目標植物的點云數據進行點云分割之前，還包括：

對于每個品種多個不同葉片，分別獲取葉片三維網格模型；

根據所述葉片三維網格模型，提取葉形參數；

根據所述葉形參數對每個葉片網格模型進行標準化處理，得到包括多個品種且每個品種的多個不同葉片的葉片網格模板庫。

8.一種植物三維表型解析裝置，其特征在于，包括：

分割模塊，用于對目標植物的點云數據進行點云分割，分割得到包括莖稈和葉片的植株點云；

提取模塊，用于對所述植株點云提取器官點云骨架，得到目標植物包括每個葉片骨架的骨架模型；

處理模塊，用于根據目標植物每個葉片的骨架信息，在葉片網格模板庫中分別選出相似度最高的葉片網格模板；根據每個葉片的骨架和對應的葉片網格模板，對目標植物進行三維重建，生成目標植物的網格模型；

解析模塊，用于根據目標植物網格模型，計算植株的表型參數。

9.一種電子設備，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述程序時實現如權利要求1至7任一項所述植物三維表型解析方法的步驟。

10.一種非暫態計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1至7任一項所述植物三維表型解析方法的步驟。