[发明专利]一种基于轮廓分割的高架原位草莓三维建模方法

摘要

本发明涉及三维图像生成技术领域，具体涉及一种草莓植株三维建模方法。本发明通过计算矢量场卷积的中心点，选出多目标的初始轮廓控制点，将参数的活动轮廓模型应用于强度图像过分割；采用标记的方法将分割轮廓转换成点云集，以点云集为单位构建平面拟合选择机制，最终完成高架原位草莓三维模型的建模及显示，为农业智能机器人局部视觉场景构建进行了探索性研究；采用本发明方法可对原位的植株进行三维建模，有效克服了传统建模方法不能在大棚环境下建立整株植物三维模型的局限，提高了所采集数据的利用率。

主权项

1.一种基于轮廓分割的高架原位草莓三维建模方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：步骤S101，多源图像预处理：利用PMD相机与彩色相机同步获取草莓植株的顶视多源图像，该多源图像包括彩色图像、强度图像和深度图像；保证多源图像内，存在至少一株完整的草莓；采用基于特征的多源图像融合方法，将该草莓的彩色图像与强度图像进行像素点间的匹配，得到彩色图像与强度图像的空间映射关系；并利用色彩空间滤除背景,得到待分割强度图像；步骤S102，分割轮廓初始化：计算步骤S101得到的待分割强度图像的矢量场卷积模型，采用快速傅里叶法计算离散后的矢量场卷积的大小及方向；并选取矢量流场散射中心作为轮廓点集，设置轮廓点集的两点间距离阈值对轮廓点集进行精简，得到最终的初始轮廓点集；步骤S103，强度图像过分割：构建以步骤S102中的待分割强度图像的矢量场卷积模型为外部力，以弹性能量和刚性能量的和为内部力，以步骤S102中的初始轮廓点集为起始位置的能量泛函，然后，通过设置弹性和刚性系数，不断迭代计算能量泛函，使强度图像的初始轮廓动态演化成过分割轮廓；步骤S104，区域点云提取：建立空的模型点云集，以过分割轮廓作为边缘点云，提取并保存其内部点云，采用标记的方法统计点云数量，归并或去除遗漏点云，得到最终的模型点云集；步骤S105，叶片模型选择及显示：设计以单个内部三维点云集为单位的平面拟合选择机制，以最小均方差模型作为叶片的三维模型，统一各个叶片的空间坐标，得到整株叶片的三维模型。