植物扫描与重建方法

摘要

本发明公开了一种植物扫描与重建方法，该方法包括：对植物进行整体扫描，获得植物的整体扫描数据；对植物的每个叶子进行单独扫描，获得每个叶子的点云数据；将每个叶子的点云数据重建为曲面模型，通过泊松重建算法得到茎杆的重建结果；将重建后的所有叶子和茎杆与植物的整体扫描数据对齐；将所有叶子对齐后的点云数据融合到一起，得到整棵植物模型。其中，对每个叶子的重建过程是完全自动的，不需要交互，这样就大大减少了用户工作量；对每个叶片单独扫描并重建的策略，即分治策略，可以提高扫描和重建精度。

主权项

一种植物扫描与重建方法，其特征在于，包括：对植物进行整体扫描，获得植物的整体扫描数据；对植物的每个叶子进行单独扫描，获得每个叶子的点云数据；将每个叶子的点云数据重建为曲面模型，通过泊松重建算法得到茎杆的重建结果；将重建后的所有叶子和茎杆与植物的整体扫描数据对齐；将所有叶子对齐后的点云数据融合到一起，得到整棵植物模型；其中，将每个叶子的点云数据重建为曲面模型，包括：利用L1‑中值算法提取叶子的骨架；沿着骨架对叶子的点云做垂直切片；根据点云切片的纵横比将切片分为叶片和叶柄两部分；采用基于曲率的二次距离极小化方法，对每个切片拟合一个非统一有理B样条NURBS曲线，叶片拟合一个非闭合曲线，叶柄拟合闭合曲线；优化求解所有NURBS控制点的最佳位置；连接叶子的所有切片形状，得到叶子的形状；将重建后的所有叶子和茎杆与植物的整体扫描数据对齐，包括：为每个叶子或茎秆模型定义多对到植物点云的对应点，求出所述多对对应点定义的刚性变换，并以求出的刚性变换对每个叶片或茎秆进行变换；利用骨架驱动叶片和茎秆变形，进行非刚性配准；将控制对象由骨架变为用WLOP算法均匀采样的控制点，再次进行非刚性配准。