[发明专利]一种基于点云的果实三维数字化方法

权利要求书

1.一种基于点云的果实三维数字化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：采用便携式激光三维扫描仪获取果实点云数据；

步骤二：采用非局部分类、交互式阈值去噪并抽取果实形状；

步骤三：采用点八叉树、移动最小二乘简化拟合果实点模型；

步骤四：通过PCA、属性计算、递归的几何增量算法抽取果实数据；

步骤五：通过利用方向-面元和层次配准进行果实点云模型配准；

步骤六：通过基于texton的多粒度morton码、聚类细分和加权子采样进行果实点云的纹理数字化。

2.根据权利要求1所述一种基于点云的果实三维数字化方法，其特征在于，步骤1中用便携式激光三维扫描仪获取果实点云数据的具体实现为：

步骤1.1：选择数据获取可行、能体现果实外观共性特征的果实样本作为获取点云数据的对象，在其成熟季节，田间植株上进行扫描获取样本数据；

步骤1.2：采用便携式激光三维扫描仪通过摄影镜头微动，拍摄物体不同部位光栅图像，由CCD将拍摄到的条纹图像输入到计算机中，三维图像反求软件根据条纹按照曲率变化的形状利用相位法和三角法等精确的计算出物体表面每一点的空间坐标(X,Y,Z)，生成三维的可输出色彩信息(R，G，B)的彩色面点云数据。

3.根据权利要求1所述一种基于点云的果实三维数字化方法，其特征在于，步骤2中采用非局部分类，交互式阈值去噪并抽取果实形状的具体实现为：

步骤2.1：将步骤一中扫描得到的果实模型点云片根据其表面特征分为2类，第1类是果实的蒂部周围表面和花头部周围表面的点云片，他们的共同特征是：表面光滑且具有丰富的局部细节，第2类是果实的侧面点云片，他们的共同特征是表面光滑，但有边界特征；

步骤2.2：对第一类点云，采用全局相似性度量，再用最小包围球方法对局部丰富的细节进行去噪；

步骤2.3：对第二类点云，先基于邻域内相似点的加权平均对离群点进行分类，再选取不同的拟合曲面和核函数，用均值漂移将每一个点迭代到密度函数的局部最大值点进行去噪，并得到去噪后的点c＝{x_i,y_i,z_i,I_i}(t＝1,2…M)。