[發(fā)明專利]基于點云的植物花瓣分割方法

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• 申請日: 2022-12-31
• 公開（公告）號: CN116012563A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設計）人: 陸玲;王志暢
• 申請（專利權）人: 南昌職業(yè)大學
• 主分類號: G06T19/20
• 分類號: G06T19/20;G06T7/10
• 代理公司: 西安研創(chuàng)天下知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 61239
• 代理人: 彭娜娜

1.基于點云的植物花瓣分割方法，其特征在于，包括以下步驟，

S1：提取植物花朵的三維點云數(shù)據(jù)；

S2：根據(jù)植物花朵的三維點云數(shù)據(jù)，計算點云中點的坐標；

S3：確定花朵主軸的近似經(jīng)緯度，將花朵點云的主軸旋轉至與Y軸重合；

S4：根據(jù)花朵主軸方向，將花朵點云的直角坐標變換為圓柱坐標；

S5：根據(jù)變換后的花朵點云坐標，對花朵底部進行分割，確定花瓣的位置；

S6：對花瓣的邊界進行分割，得到分割后的花瓣。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于點云的植物花瓣分割方法，其特征在于：步驟S1中所述的三維點云數(shù)據(jù)為txt文件格式，且三維點云數(shù)據(jù)包括點云的XYZ坐標值。

3.根據(jù)權利要求2所述的基于點云的植物花瓣分割方法，其特征在于，步驟S2的具體操作包括以下步驟，

S201：計算所有點云坐標的平均值，作為點云的中點坐標；

S202：對植物花朵所有的點云數(shù)據(jù)進行平移變換，將中點坐標移動至坐標原點。

4.根據(jù)權利要求3所述的基于點云的植物花瓣分割方法，其特征在于，步驟S3的具體操作包括以下步驟，

S301：將初始花朵點云繞著Y軸旋轉，旋轉過程中花朵的最大寬度位置對應的旋轉角度為花朵主軸的近似緯度r_y；

S302：將初始花朵點云繞Y軸旋轉角度r_y后，再將花朵點云繞X軸旋轉，旋轉過程中花朵點云的主軸方向平行Y軸的位置對應的旋轉角度即為花朵主軸的近似經(jīng)度r_x；

S303：根據(jù)步驟S301和步驟S302中確定的花朵主軸的近似緯度和經(jīng)度，將花朵點云的主軸旋轉至與Y軸重合。

5.根據(jù)權利要求4所述的基于點云的植物花瓣分割方法，其特征在于，步驟S4的具體操作包括以下步驟，

S401：將花朵底部中心平移到坐標原點；

S402：將花朵點云的直角坐標轉化為圓柱坐標；直角坐標轉化為圓柱坐標的具體方法為

h＝y(tǒng)

式中，為圓柱坐標，(x，y，z)為直角坐標；

S403：采用鄰接表存儲同一高度和角度對應多個不同徑向半徑r的點。

6.根據(jù)權利要求5所述的基于點云的植物花瓣分割方法，其特征在于，步驟S5的具體操作包括以下步驟，

S501：分析花朵底部俯視投影圖的特點，計算不同高度花朵點云的圓形度；

S502：分割花朵底部點云；根據(jù)不同高度點云的圓形度，判別花朵底部截止的高度，即為出現(xiàn)花瓣的位置，在花朵底部，圓形度接近1；當出現(xiàn)花瓣，圓形度變小。

7.根據(jù)權利要求6所述的基于點云的植物花瓣分割方法，其特征在于，步驟S501中花朵點云的圓形度計算方法為：

步驟1：將任一高度的點云與之前所有高度的點云合并在一起，采用區(qū)域生長法提取花朵底部點云，提取區(qū)域的范圍r，通過像素計數(shù)計算花朵區(qū)域的面積A；

步驟2：使用面積法計算花朵區(qū)域的周長P；

步驟3：根據(jù)步驟1和步驟2中得到的區(qū)域面積A和區(qū)域周長P，計算圓形度C，

8.根據(jù)權利要求6所述的基于點云的植物花瓣分割方法，其特征在于，步驟S6的具體操作步驟包括：根據(jù)圓柱坐標的特點，提取所有點云的半徑信息，所有相同半徑的點云，花瓣的分界處為空穴，根據(jù)此特點可以得出不同半徑的花瓣邊界，最后分割出花瓣。