[发明专利]一种基于电场力模型的食物体积测量方法

权利要求书

1.一种基于电场力模型的食物体积测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，基于多视图几何的稀疏点云重建，提取采集的食物图像序列中的特征点并进行匹配，使用三角测量的方法计算特征点的三维坐标，进行降噪、去噪处理，最终重建出目标的三维稀疏点云；

第二步，初始化食物电子集和食物分子集，方法为：视第一步中重建出的目标的三维稀疏点云中的每个点为一个食物分子，令每个食物分子带等量的正电荷，电量为：

其中V_conv表示由凸包法计算出的食物点云的体积，N_f是点云中点的总数量；对第一步中重建出的三维点云进行切片产生薄层，对每一个薄层P_m⁽ⁱ⁾沿与Z坐标轴垂直的方向将其分为N_s个长条，记为C_s＝{C_s^j|j＝1,2,3,...,N_s}，将C_s的中心记作C_p⁽ⁱ⁾，遍历P_m⁽ⁱ⁾中所有的点，计算它们与C_p⁽ⁱ⁾的欧氏距离，并将最小值记为r⁽ⁱ⁾；定义z⁽ⁱ⁾为点集中的点的z坐标的平均值，并以C_p⁽ⁱ⁾为圆心，r⁽ⁱ⁾为半径，在平面z＝z⁽ⁱ⁾上建立一个圆环状的点集，记作P_e⁽ⁱ⁾，即为食物电子集；

第三步，利用第二步中的食物分子集与食物电子集，基于电场力模型，在电场力的作用下，使食物电子集P_e⁽ⁱ⁾中的每一个食物电子沿向量移动，其中C_3D是所在的圆环状点集P_e⁽ⁱ⁾的圆心，直至食物电子动能为0，以其动能最大位置拟合第一步中重建出的目标的三维稀疏点云的轮廓，依据食物电子集中点的邻接关系，形成目标的稀疏点云的三维网格；

第四步，计算第三步中网格化后形成的多面体的体积，即为食物体积的测量值。

2.根据权利要求1所述的基于电场力模型的食物体积测量方法，其特征在于：所述第二步中，初始化食物分子集和食物电子集，初始化食物分子集的具体实施如下：

视第一步中重建出的目标的三维稀疏点云中的每个点为一食物分子，每一个食物分子带等量的电荷q_(i)，所有食物分子构成食物分子集；

初始化食物电子集的具体实施如下：

(1)对重建出的目标的三维稀疏点云进行切片，将目标的三维系数点云切片为N_l个薄层，记为P_m⁽ⁱ⁾(i＝1,2,3,…,N_l)；

(2)在获得的每个薄层P_m⁽ⁱ⁾的中心部分建立一个圆环状的食物电子点集P_e⁽ⁱ⁾，食物电子集的集合为P_e＝{P_e⁽ⁱ⁾|i＝1,2,3,…,N_l}，食物电子集中的每个点带等量的电荷q_(j)，q_(j)与食物分子所带电荷q_(i)电性相反。