[发明专利]植物三维模型的构建方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及三维图像生成技术领域，尤其涉及一种植物三维模型的构建方法及装置。

背景技术

随着三维数字化技术的不断成熟，数字化仪和三维扫描等设备被广泛应用，近年来也逐渐被研究者用于植物三维形态的测量和重建中。植物的几何建模是数字植物研究的基础工作，在构建植物的几何模型的过程中，主要通过两种方法来构建，一种是基于实测数据的三维重建，另一种是基于交互式设计方法生成植物的三维模型。

基于实测数据的三维重建的方法对植物的形态数据的要求很高，同时获取植物数据的工作量大，工作过程繁琐，同时速度慢，在实际应用中不切合实际。基于交互式设计方法生成植物的三维模型是目前几何建模软件采用较多的植物几何建模方法，

基于实测数据的三维重建对植物的形态数据要求高，数据获取工作量大。基于交互式设计方法是目前几何建模软件采用较多的植物几何建模方法，基于交互式设计方法对应的软件主要包括AMAPmod、AmapSim、PlantCAD等基于节单位和参数化的交互式设计软件，但是这些软件设计的品种分辨率的植株几何模型人工交互工作量非常大。

植物新品种DUS测试是对申请保护的新品种进行特异性Distinctness、一致性Uniformity和稳定性Stability的栽培鉴定试验或室内分析测试的过程。植物的DUS指标能够描述植物品种的形态结构与表观纹理在品种尺度上的差异。现有植物交互式设计方法存在着设计工作量大、设计过程繁琐、设计速度慢、与实测植物形态数据结合不紧密、使得植物的三维模型无法反映出植物品种形态及表观特征等植物的特征。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种植物三维模型的构建方法及装置，能够提高三维模型设计的速度，同时能够准确的反映植物品种的形态和表观特征。

第一方面，本发明提供了一种植物三维模型的构建方法，包括：

对待建模植物进行结构单元划分，以获得所述待建模植物的各结构单元；

选取所述待建模植物的各结构单元的指标，所述指标为与形态结构和表观纹理相对应的指标；

根据所述各结构单元的指标，获取所述待建模植物的各结构单元的指标数据；

根据所述待建模植物的各结构单元的指标数据，采用交互式设计方式，获得所述待建模植物的单株三维模型。

进一步地，所述待建模植物的结构单元名称与所述待建模植物在DUS测试指南中的结构单元的名称相对应，所述DUS为特异性、一致性和稳定性。

进一步地，所述选取所述待建模植物的各结构单元的指标，包括：

选取所述待建模植物在所述待建模植物DUS测试指南中与形态结构和表观纹理相关指标，以构建所述待建模植物的DUS规则库。

进一步地，所述DUS规则库包含所述与形态结构和表观纹理相关指标的取值范围，所述与形态结构和表观纹理相关指标的植物品种的取值。

进一步地，所述根据所述各结构单元的指标，获取所述待建模植物的各结构单元的指标数据，包括：

根据所述各结构单元的指标，采集所述待建模植物的各结构单元的指标数据；

根据所述待建模植物的各结构单元的指标数据，确定所述各结构单元模板库；

其中，所述指标数据包括所述各结构单元的三维点云数据、所述各结构单元的三维数字化数据、所述各结构单元的纹理数据、所述各结构单元的表观材质数据。

进一步地，所述根据所述待建模植物的各结构单元的指标数据，确定所述各结构单元模板库，包括：

采用几何处理方式和纹理处理方式，对所述待建模植物的各结构单元的指标数据进行处理，获得所述待建模植物的结构单元的几何模板和纹理模板；

根据所述待建模植物的结构单元的几何模板和纹理模板，确定所述结构单元模板库。

进一步地，所述结构单元模板库表现形式为：所述结构单元模板库中所述结构单元为网格模型，或所述结构单元的拓扑结构为三维点集模型，或所述结构单元为表观纹理模型。

进一步地，所述根据所述待建模植物的各结构单元的指标数据，采用交互式设计方式，获得所述待建模植物的单株三维模型，包括：

根据所述待建模植物的各结构单元的指标数据，获得各结构单元模板库；

根据所述各结构单元模板库，建立所述各结构单元模板库与所述DUS规则库中与所述结构单元相对应指标的对应关系；

根据所述对应关系和所述待建模植物的品种名称，采用交互式设计方式，获得所述待建模植物的单株三维模型。