[发明专利]一种玉米群体三维重建方法及装置

权利要求书

1.一种玉米群体三维重建方法，其特征在于，包括：

从玉米群体所在俯视图像中获取玉米群体范围；并从所述玉米群体范围中获取玉米群体每株玉米的二维生长点坐标与植株方位平面角；

确定重建玉米的品种与生长期，并获取该品种及生长期的N个玉米植株的多个株型参数，并利用所获取的N组样本估计各株型参数的概率密度分布函数；

综合利用每个株型参数的概率密度分布函数结合骨架模板，生成M株玉米植株骨架；

将所重建的M个玉米植株模板沿Z轴水平旋转所述植株方位平面角的角度，并平移至各植株对应的二维生长点后生成群体三维拓扑骨架结构；

从玉米器官三维模板资源库中选取相应品种相同生长期的玉米器官匹配所述群体三维拓扑骨架结构，以生成玉米群体网格模型；

其中，所述确定重建玉米的品种与生长期，并获取该品种及生长期的N个玉米植株的多个株型参数，并利用所获取的N组样本估计各株型参数的概率密度分布函数的步骤中，进一步包括：

从所述N个玉米植株中选取Ns个植株并获取所述Ns个植株的三维数字化数据作为植株三维骨架模板；

构造每个株型参数的t统计量，然后根据该t统计量估计每个株型参数的概率密度分布函数。

2.根据权利要求1所述的玉米群体三维重建方法，其特征在于，所述从玉米器官三维模板资源库中选取相应品种相同生长期的玉米器官匹配所述群体三维拓扑骨架结构，以生成玉米群体网格模型的步骤之后，包括：

对所述玉米群体网格模型进行碰撞检测使得所有网格碰撞部分作出响应变形，以使所述玉米群体网格模型中无网格交叉。

3.根据权利要求2所述的玉米群体三维重建方法，其特征在于，采用碰撞检测方法检测所述玉米群体网格模型的网格碰撞部分。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的玉米群体三维重建方法，其特征在于，所述综合利用每个株型参数的概率密度分布函数结合骨架模板，生成M株玉米植株骨架的步骤中，进一步包括：

所述多个株型参数包括株高、叶片数、各节间长度与株高比例、叶鞘长度、叶长、叶宽、叶倾角、方位角与植株方位平面偏差、雄穗分枝数与雄穗高度、雌穗数量、雌穗长度与生长叶位；

分别利用株高与叶片数的概率密度分布函数生成M组株高与叶片数随机数作为拟重建的M株植株的株高与叶片数；从Ns个植株的植株三维骨架模板中为M个植株分别选取与每个植株的叶片数相同或者最为接近且与株高最为接近的植株三维骨架模板作为当前植株的临时植株三维骨架模板；

对所有M株植株，利用节间的概率密度分布函数分别生成M组节间长度与株高比例随机数，调节各植株的临时三维骨架的节间长度与株高比例；

分别利用叶鞘长度、叶长、叶宽、叶倾角、方位角与植株方位平面偏差的概率密度分布函数生成各植株的叶鞘长度、叶长、叶宽、叶倾角、方位角偏差参数随机数作用于各植株的临时植株三维骨架模板，以构建该植株的玉米植株骨架。

5.根据权利要求4所述的玉米群体三维重建方法，其特征在于，所述利用节间的概率密度分布函数生成一组节间长度与株高比例随机数，调节当前植株的临时三维骨架的节间长度与株高比例的步骤中，进一步包括：

当节间有高度而无叶片着生或者最后几个叶片都长在同一高度上时，通过松弛因子对实际节间高度进行松弛调节。