基于模型的植物叶片适时三维重建方法研究

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叶片三维造型方法

叶片三维造型方法

叶片三维造型方法嘿,朋友们!今天咱就来唠唠叶片三维造型方法。

你想想看,那叶片就像是大自然的艺术品,形态各异,美妙绝伦。

要把它们用三维的方式呈现出来,这可不是一件容易的事儿,但也超级有趣呀!咱先来说说传统的方法。

就好像是搭积木一样,一块一块地拼凑起来。

通过测量叶片的各种数据,比如长度、宽度、厚度啥的,然后在软件里一点一点地勾勒出形状。

这就像是在给叶片画像,得特别仔细,不能有一点儿差错。

还有一种方法呢,就像是给叶片拍了无数张照片,然后把这些照片里的信息整合起来,形成一个三维的模型。

这是不是很神奇?就好像我们有一双神奇的眼睛,能从各个角度看清叶片的模样。

那我们为啥要研究叶片三维造型方法呢?这用处可大了去啦!比如说在航空航天领域,飞机的机翼不就像是大大的叶片嘛。

要是能把叶片的造型研究得透透的,那设计出来的机翼就能飞得更高更远更稳啦!在能源领域,那些风力发电机的叶片,要是能通过更好的三维造型方法来设计,那就能发出更多的电呢!再想想,如果我们能把各种珍稀植物的叶片都用三维造型呈现出来,那不是相当于给它们做了一个永久的记录嘛。

以后的人们也能看到这些美丽的叶片,多棒呀!你说,这叶片三维造型方法是不是就像一把神奇的钥匙,能打开好多好多未知的大门呢?它让我们能更深入地了解叶片的世界,也能让我们利用这些知识创造出更多的奇迹。

咱普通人可能觉得这事儿离自己挺远,但其实不是呀!说不定哪天你就对植物感兴趣了,想自己动手做个叶片的三维模型呢。

到时候,你就会发现,哇,原来这么有意思呀!所以呀,不要小瞧这叶片三维造型方法,它里面的学问可大着呢!就像一个宝藏,等着我们去挖掘。

让我们一起走进这个神奇的世界,去探索、去发现、去创造吧!这难道不是一件超级酷的事情吗?相信我,一旦你深入了解了,你就会被它深深吸引,就像被那美丽的叶片吸引一样!。

基于立体视觉的玉米叶片形态测量与三维重建

基于立体视觉的玉米叶片形态测量与三维重建

面进行三 维重 建; 根据恢复的 区域 点云 , 可以测 出任 意两点的空间距 离, 实现 了对叶片的三维测量 。试验结果表 明, 此
方法 能 够 很 好 地 恢 复 玉 米 叶 片 的 三 维 信 息 , 玉 米 叶 片 三 维 形 态的 无损 、 速 检 测 监 测 提 供 了新 的 方 法 。 为 快
(.I omai n i en stt,C ptl om lU i rt,B in 00 7 hn ; 1 n r tnE gn r gI tu f o e i n i e ai r a nv sy e g 10 3 ,C i aN ei f a 2 C iaN t nl n i e n e ac et fr nom t nTcnl yi gi l r ei 00 7 C i ) . hn ai a gn r gR s r Cne o fr ai ehoo A r ut e o E e i e h r I o g n c u ,B i g 10 9 , hn j n a
(hoj nri .r.n zac@ e t oga ) ca

要 : 出一种基 于立体视 觉的玉米叶片形 态测量和重建 的方 法。利 用双 目立体视 觉系统获取 玉米叶 片的两 提
幅图像 , 通过图像分割技 术和边缘检测 算法对每 幅 图像 中的 玉米叶 片进行 边缘提取 ; 利用极 线约束 和彩 色图像 R B G 值对 图像进行 匹配, 计算 出叶 片边缘 的三维坐标 , 而恢复 叶片 的三维 边缘 ; 用对叶 片边缘 的恢复技 术 , 叶 片曲 从 利 对
维普资讯
第2 8卷 第 1 0期
20 0 8年 l 0月
文 章 编号 :0 1— 0 1 20 )0— 6 1— 3 10 9 8 (0 8 1 2 6 0

黄瓜叶片三维重建方法研究与实现

黄瓜叶片三维重建方法研究与实现
轮廓 特征点数据 , 为下一步 的叶 片表 面重建做好准备 。
3 2 1
叶 片的弯 曲变 形 , 以获 得 良好 的 视 觉 效 果 , 真 实 模 为 拟 黄瓜 动 态 生长 过程 奠 定基 础 。
1 基于图像处理技术的叶表面重建
4 O
收 稿 日期 :2 0 0 9—1 0—2 0
传 统 的植 物 叶 片建 模 方 法 , 采 用 直 接 测 量 方 法 常 获 取 叶片 形 态 数 据 , 黄 瓜 叶 片 轮 廓 比较 复 杂 , 难 而 很 对 变化 较 快 的 叶 尖 处 进 行 精 确 测 量 。本 文 利 用 图 像 处理 技 术 提取 黄 瓜 叶 片形 态数 据 , 用 三 角 面 片 法 采
r = 1
报道 。因此 , 文 将粒 子 系 统思 想 应 用 于 叶 片纹 理 构 本 造, 研究 并 提 出一 种结 合 粒 子 系统 和 图像 处 理 技 术 的
黄瓜 叶 片三 维 重建 方 法 , 采 用 曲面 投 影 法 实 现 黄瓜 并
(,)其转换公式为{ . 从而得到矢量化叶边缘 Y, } ,
21 0 0年 7月
农 机 化 研 究
第 7期
黄 瓜 叶 片 三 维 重 建 方 法 研 究 与 实 现
杨 沛。 ,何 东 健
7 20 l 1 0)
( 西北 农 林 科 技 大 学 a .信 息 工 程 学 院 ;b 机 械 与 电子 工 程 学 院 ,陕 西 杨 凌 . 摘
要 : 为 了真 实虚 拟 黄 瓜 叶 片形 态 和 叶 片纹 理 , 现 黄 瓜 的 动态 生 长 三 维 虚 拟 , 出 了用 图像 处 理 提 取 黄 瓜 实 提
实现 叶片 表 面 的重建 。

虚拟植物叶片的可视化建模技术研究

虚拟植物叶片的可视化建模技术研究
相比其他方法 ,本文采用数据驱动技术 ,全部数据 (包括 叶轮廓数据 、叶脉数据和纹理数据 )取之实际叶图像数据 ,所 建模型更加符合自然 ;充分考虑了叶脉在叶片建模和变形中 的重要作用 ,引入数学思想 ,解决叶片的光滑变形问题 ,能够 更好的模拟叶片表面的弯曲变形效果 ;将几何方法巧妙地运 用到叶片建模 ,可以自动生成更加匀称合理的叶片网格结 构 ,且可根据需要调节网格的形状 、大小和密度 。实验表明 , 本文仿真方法可以构建出具有真实感效果的叶片模型 ,并可 以满足树叶动态变形效果模拟的要求 。
根据植物学上的分析 ,树叶发生枯萎变形正是由于叶脉 正反面细胞的不同生长率造成的 ,因此叶脉对树叶的变形起 着重要作用 。论文充分考虑了叶脉的控制作用 ,提出了一种 真实感树叶仿真方法 。该方法首先通过边缘检测和 marc2
hing square算法提取出树叶图像的轮廓及叶脉信息 ;然后利 用树叶轮廓和叶脉信息来实现叶片的三角化 ;之后利用叶脉 作为控制骨架 ,采用 Lap lace方程的迭代变形算法来实现叶 片的空间变形 ,从而生成带有自然弯曲变形效果的三维叶片 模型 。
— 205 —
2) 设 i和 j为轮廓上的两个结点 ,初始 i = 0, j = 2,将 V i 放入 S中 ;
3) 如果 j = n - 1,停止简化 ,否则 ,记线 L ij为 V i和 V j连 线;
4) 计算结点 Vk ( i < k < j)分别到 L ij的距离 Dk,计算 Dk 的最大值为 Dmax;
逐个三角形判断其每条边的中点是否在叶轮廓多边形内如果三角形任意边的中点在叶轮廓多边形外即认为该三角形位于叶轮廓多边形外去除该三角形如图此所绘制出的三角形网格是任意三条边的中点都位于叶轮廓内的三角形所绘制的边包含前面去除的三角形部分边中点在叶轮廓多边形内的边

农林作物三维重建方法研究进展

农林作物三维重建方法研究进展

农林作物三维重建方法研究进展随着科技的不断进步,农林作物三维重建方法已成为研究农作物生长过程、优化农业生产的重要手段。

本文将概述农林作物三维重建方法的现状、研究方法及实验结果,并探讨未来的研究方向和发展趋势。

三维重建技术是指通过计算机技术和图像处理方法,将物体或场景转化为三维模型的过程。

近年来,随着计算机视觉、深度学习等技术的不断发展,三维重建技术已广泛应用于各个领域,包括农业、林业、医学、建筑等。

在农林作物领域,三维重建技术可以用于研究作物生长过程、监测作物病虫害、优化农业生产等方面,具有广阔的应用前景。

目前,农林作物三维重建方法主要包括以下几种:结构光三维重建法:通过结构光扫描获取物体的三维信息,然后利用三角测量原理重建出物体的三维模型。

该方法精度较高,但需要精密的设备支持,且操作较为复杂。

立体视觉三维重建法:通过多个视角的图像获取物体的三维信息,然后利用立体视觉原理重建出物体的三维模型。

该方法适用于远距离和动态目标的重建,但精度较低。

深度学习三维重建法:通过深度学习算法对图像进行特征提取和分类,然后利用分类结果生成物体的三维模型。

该方法适用于复杂结构和动态变化的物体,但需要大量的训练数据。

在农林作物领域,目前应用最为广泛的是深度学习三维重建法。

该方法可以通过对作物图像的学习,自动识别作物的不同部位,如叶片、茎秆、果实等,并生成作物的三维模型。

同时,深度学习算法还可以根据作物的形状、尺寸等特征进行分类和识别,从而为农业生产提供更为精确的数据支持。

在农林作物三维重建方法的研究中,我们采用了深度学习三维重建法进行研究。

具体流程如下:数据采集:收集不同种类农林作物的图像数据,包括正常生长状态和受灾状态下的图像。

数据预处理:对采集的图像进行预处理,包括图像增强、去噪、分割等操作,以提高图像质量和识别效果。

模型训练:利用深度学习算法对预处理后的图像进行训练,学习作物的特征和形态。

三维模型构建:在训练好的模型基础上,对新的图像进行分类和识别,并根据分类结果生成作物的三维模型。

基于深度相机的叶菜类作物三维重建与生长测量方法研究

基于深度相机的叶菜类作物三维重建与生长测量方法研究

基于深度相机的叶菜类作物三维重建与生长测量方法研究基于三维机器视觉的作物无损测量对作物生长与健康研究有重要价值,具有准确、客观、自动化、可体现作物空间形态等优点。

本文以第二代Kinect深度相机为主要设备,以叶菜类作物为对象,开展了作物三维重建与生长测量方法研究,主要内容和结论如下:(1)结合对Kinect的性能分析,本文构建了面向作物生长无损测量的三维重建平台与方法。

其利用Kinect对置于间歇性转动的转台上的盆栽作物进行测量,通过重复采样、点云预处理、转台识别与背景分割、标记点识别、点云配准、离群点移除等步骤实现了作物多视角三维点云的自动采集,具有较好的精度、鲁棒性、易用性和较低的成本。

(2)为降低作物点云噪声并解决叶片点云分层问题,本文提出了一种多视角点云降噪方法。

该方法基于迭代过程通过消除点云间的干涉完成降噪,可在降噪同时保留点云局部特征,并有效修复分层的叶片点云,具有较好的鲁棒性且能保留点云拓扑关系,但较为耗时。

对模拟和实际采集的数据进行的定性和定量实验表明,本文方法比TSDF(截断符号距离函数)和MLS(移动最小二乘法)在总体上更具优势,而其结果中存在的少量噪声可进一步通过MLS去除。

(3)本文通过作物点云的分割、降噪、三角化、四面体化以及花盆特征识别等步骤实现了相对株高、(两种)绝对株高、总叶面积、投影叶面积、体积的自动测量,并获得了良好的作物三维点云与网格模型。

对奶油生菜的批量实验表明:本文方法所得株高和投影叶面积与参考值呈线性相关,总叶面积和体积与参考值呈幂函数相关,且各组数据拟合效果均较好;而总叶面积和体积则与生物量呈幂函数相关。

(4)本文使用DM(DataMatrix)码对作物进行标记,通过DM码图像形变恢复,读取作物信息并实现同株作物不同次测量所得点云的对齐。

所编写的“作物三维重建与生长信息管理系统”软件对本文各方法进行了集成,具有作物数据的采集、处理与管理,以及生长动态可视化、自定义参数等功能。

基于多视角立体视觉的植株三维重建与精度评估

基于多视角立体视觉的植株三维重建与精度评估
摘 要 :基 于图像序列的植株三维结构重建是植物无 损测 量的重要方法之一 。而对重 建模 型的精度 评估方法大多基于视 觉逼真程度和 常规测量数据 。该研究 以精确 的激光扫 描三 维模 型为参照 ,采用豪斯 多夫距 离,从三 维尺度上对基于 图像 序列 的植株三 维重建模型进行精度评估 。同时,从植 株表 型参数 ( 叶片长 、宽、叶面积 )方面,对 植株三维重建模型进 行精度评估 。结果表 明,基 于图像序 列的三维重建模型精度较高,豪斯多夫距离在 0 ~1 0 o t n i之 间,各试验植株豪斯 多
h t t p : / / www. t c s a e . o r g
0 引 言
植物的三维结构直接影响着植株 的光辐射截获能力【 1 】 ,
也是判定植株表 型最直观 的特 , 征l 。 因而精确快速获取植 株 的三 维结构 ,对高通量 植株表型分 析、评价植物 的株
型特征 、植株 的可视化展示和植株 功能. 结构的协 同分析 等研究方 向具有 重要 意义L 3 J 。 三 维数字化技 术的 出现 极大地促 进 了植物三 维结构 的精确建模研 究[ 1 , 6 - 7 ] 。 但三维数字化技术在获取数据 的过
b a s e d o n mu l t i p l e v i e w s t e r e o me ho t d [ J ] . T r a n s a c t i o n s o f he t C h i n e s e S o c i e y t o f Ag r i c u l t u r a l E n g i n e e i r n g( T r a n s a c i t o n s o f he t C S AE ) ,2 0 1 5 ,3 1 ( 1 1 ) :2 0 9— 2 1 4 .( i n C h i n e s e wi h E t n g l i s h a b s t r a c t ) d o i :1 0 . 1 1 9 7 5 8 . i s s n . 1 0 0 2 — 6 8 1 9 . 2 0 1 5 . 1 1 . 0 3 0

基于虚拟双目视觉的玉米叶片三维重建方法

基于虚拟双目视觉的玉米叶片三维重建方法

and implementation of the threshold value comparison feature to do point matching. According to the
principle of parallax calculated the 3d point cloud information of maize leaves, interpolated with double
第 32 卷 第 5 期 2016 年 5 月
科技通报
BULLETIN OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
Vol.32 No.5 May. 2016
基于虚拟双目视觉的玉米叶片三维重建方法
李辉
(成都农业科技职业学院 信息技术分院,成都 611130)
摘 要:提出了一种基于双目立体视觉的玉米叶片三维重建方法。该方法利用两个平行且位置相对固 定的摄像机,组成双目立体视觉系统。运用改进的张正友平面标定法进行摄像机标定,采用一种改进 的 Harris 算法,通过快速预筛选和多阈值角点提取方法,对获取的图像采集 Harris 角点以提取玉米叶片 特征,通过计算搜索窗口内对应点的相关系数和阈值的比较实现特征点匹配,依据视差原理,计算得到 玉米叶片的三维点云信息,对预处理后的玉米叶片点云进行双三次 B 样条曲线插值,重构叶片的三维 网格曲面。仿真实验表明:所提方法能够高效、准确地实现玉米叶片三维重建,对玉米叶片边缘起伏和 褶皱等细节可完整保留,三维重建精度较高。 关键词:双目立体视觉;三维重建;玉米叶片;Harris 角点;双三次 B 样条曲线
binocular stereo vision system. Using improved Zhang plane calibration method to do camera calibration,

基于三维重建技术的植物分析研究

基于三维重建技术的植物分析研究

基于三维重建技术的植物分析研究一、引言随着计算机技术的不断发展和进步,三维重建技术的应用范围也越来越广泛。

在植物分析研究中,三维重建技术可以帮助我们更加全面地了解植物的内部结构和形态变化,从而为我们提供更为准确的研究结果和分析结论。

二、植物分析研究背景植物是地球上最重要的生物群体之一,对于维护生态平衡和保障人类粮食安全都具有极其重要的意义。

因此,对植物的研究与分析一直是生物学领域中的一个热门话题。

传统的植物分析方法主要依靠人工手工进行,其结果存在不确定性和局限性,同时也需要耗费大量的时间和精力。

三、三维重建技术在植物分析研究中的应用三维重建技术的出现,为植物分析研究带来了新的思路和方法。

三维重建技术可以通过利用传感器捕捉到的植物数据,将其转换成真实的三维模型,从而为研究者提供了更为直观、全面的植物数据。

三维重建技术的优越性不仅在于其能够为植物研究提供更为准确的数据,同时还能够大大节省研究时间和精力。

四、三维重建技术在植物形态分析中的应用植物形态研究是植物分析研究的重要内容之一,主要是研究植物的外形结构、生长方式和形态变化等方面。

利用三维重建技术,可以将植物的形态三维图像呈现出来,为研究者提供更全面、准确的数据。

同时,三维重建技术还能够对植物的不同组织结构进行细致的分析,从而更好地理解植物的形态变化规律。

五、三维重建技术在植物生长分析中的应用植物生长研究是植物分析研究的另一个重要内容,主要是研究植物的生长速度、生长特点以及适应环境的能力等方面。

利用三维重建技术,可以对植物的生长过程进行三维建模和模拟,通过分析模型的形态变化以及生理变化,来探究植物的生长规律和适应策略。

六、三维重建技术在植物组织结构分析中的应用植物组织结构研究是植物分析研究的又一个重要内容,主要是研究植物的组织结构、细胞结构和代谢过程等方面。

利用三维重建技术,可以将植物的组织结构进行三维建模和分析,探究植物细胞结构、代谢途径和分子作用等方面的特征和规律。

一种植物叶子三维模型建模方法及系统[发明专利]

一种植物叶子三维模型建模方法及系统[发明专利]

专利名称:一种植物叶子三维模型建模方法及系统专利类型:发明专利
发明人:郭新宇,陆声链,肖伯祥,郭小东
申请号:CN201510206397.4
申请日:20150427
公开号:CN104851125A
公开日:
20150819
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种植物叶子三维模型建模方法及系统,该方法包括:根据不同空间姿态的叶子骨架,构造所述叶子骨架中叶柄的粗度变化曲线以及横截面姿态,生成所述叶柄的网格曲面模型;根据所述叶柄的粗度变化曲线,获取叶柄的顶部半径,并根据所述叶柄的顶部半径生成所述叶片主脉的网格曲面模型;根据所述叶子骨架中叶片的边缘区域以及所述叶柄的顶部半径生成所述叶片的网格曲面模型。

该方法通过构造叶柄的粗度变化曲线以及横截面姿态,在生成叶柄的网格曲面时考虑了叶柄的粗度和横截面不规则的情形,同时在生成叶片网格曲面时考虑了叶片的厚度信息,从而构造出更加细致、更高精度的植物叶子的三维模型,提高了与真实叶柄与叶片的形态的吻合度。

申请人:北京农业信息技术研究中心
地址:100097 北京市海淀区曙光花园中路11号农科大厦A座318b
国籍:CN
代理机构:北京路浩知识产权代理有限公司
代理人:李相雨
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《基于深度学习的植物三维重建方法研究》范文

《基于深度学习的植物三维重建方法研究》范文

《基于深度学习的植物三维重建方法研究》篇一一、引言随着科技的进步,植物学研究正逐渐从传统的二维图像分析转向更为复杂的三维重建。

植物三维重建技术不仅可以为植物形态学、生态学等研究领域提供更为精确的数据,还可以在农业、园艺等领域中发挥重要作用。

近年来,深度学习技术的快速发展为植物三维重建提供了新的思路和方法。

本文将介绍一种基于深度学习的植物三维重建方法,以期为相关领域的研究和应用提供参考。

二、相关工作在植物三维重建领域,传统的方法主要依赖于结构光扫描、激光扫描等设备获取高精度的三维数据。

然而,这些方法往往需要专业的设备和复杂的操作流程,且成本较高。

近年来,随着深度学习技术的发展,越来越多的研究者开始尝试将深度学习技术应用于植物三维重建。

其中,基于深度学习的立体匹配、多视图几何等方法在植物三维重建中取得了较好的效果。

三、方法本文提出了一种基于深度学习的植物三维重建方法。

该方法主要包括以下步骤:1. 数据预处理:对植物图像进行预处理,包括去噪、增强等操作,以提高后续处理的准确性和效率。

2. 特征提取:利用深度学习技术,从预处理后的图像中提取出植物的特征信息,如形状、纹理等。

3. 立体匹配:将提取出的特征信息应用于立体匹配算法中,通过匹配不同角度的图像中的特征点,实现三维点的重建。

4. 三维重建:根据立体匹配的结果,通过多视图几何算法对匹配点进行融合和优化,得到植物的三维模型。

5. 模型优化:对得到的三维模型进行优化和精细化处理,以提高模型的精度和细节表现。

四、实验与结果本文采用公开的植物图像数据集进行了实验,并与其他方法进行了比较。

实验结果表明,本文提出的基于深度学习的植物三维重建方法在准确性和效率方面均具有较好的表现。

具体来说,本文方法的重建精度和细节表现均优于传统方法,且处理速度也较快。

此外,本文方法还可以处理多种不同类型和形态的植物图像,具有较好的泛化能力。

五、讨论本文提出的基于深度学习的植物三维重建方法在理论和实践方面均具有一定的优势。

《2024年基于深度学习的植物三维重建方法研究》范文

《2024年基于深度学习的植物三维重建方法研究》范文

《基于深度学习的植物三维重建方法研究》篇一一、引言随着计算机视觉和深度学习技术的快速发展,植物三维重建技术在农业、生态学、植物学等多个领域得到了广泛的应用。

传统的植物三维重建方法通常依赖于复杂的物理模型和手动标记的数据,然而这些方法不仅工作量大,而且往往无法得到高精度的三维模型。

近年来,基于深度学习的植物三维重建方法因其准确度高、效率快的特点而逐渐受到关注。

本文将就基于深度学习的植物三维重建方法进行研究,探讨其技术原理和实际应用。

二、深度学习在植物三维重建中的应用深度学习是一种模拟人脑神经网络的工作方式的机器学习方法,其在图像识别、语音识别、自然语言处理等领域取得了显著的成果。

在植物三维重建中,深度学习可以通过学习大量的图像数据,提取出植物的三维结构信息,从而实现高精度的三维重建。

目前,基于深度学习的植物三维重建方法主要包括基于单目视觉的深度学习方法和基于多目视觉的深度学习方法。

其中,单目视觉的深度学习方法通过单张图像来恢复三维信息,具有实时性好的优点;而多目视觉的深度学习方法则通过多张图像之间的视差信息来恢复三维信息,可以获得更准确的三维模型。

三、基于单目视觉的植物三维重建方法研究基于单目视觉的植物三维重建方法主要通过卷积神经网络(CNN)等深度学习模型来提取图像中的特征信息,然后通过算法恢复出植物的三维结构。

该方法的关键在于如何设计有效的网络结构和损失函数,以提取出更多的植物结构信息。

针对这一问题,我们提出了一种基于残差网络的植物三维重建方法。

该方法通过引入残差模块来提高网络的表达能力,同时采用一种新的损失函数来优化网络模型,从而提高了三维重建的精度。

通过实验验证,该方法可以在单张图像的基础上实现高精度的植物三维重建。

四、基于多目视觉的植物三维重建方法研究基于多目视觉的植物三维重建方法则通过多张图像之间的视差信息来恢复植物的三维结构。

该方法的关键在于如何准确地计算图像之间的视差信息。

为此,我们提出了一种基于立体匹配算法的植物三维重建方法。

《2024年基于深度学习的植物三维重建方法研究》范文

《2024年基于深度学习的植物三维重建方法研究》范文

《基于深度学习的植物三维重建方法研究》篇一一、引言随着科技的不断进步,植物三维重建技术已经成为生物信息学、农业科学和植物生态学等领域的重要研究工具。

通过三维重建技术,我们可以更准确地获取植物形态结构、生长状态等信息,为植物生长调控、病虫害防治等提供重要依据。

近年来,深度学习技术的快速发展为植物三维重建提供了新的方法和思路。

本文旨在研究基于深度学习的植物三维重建方法,以期为相关领域的研究和应用提供新的视角。

二、相关工作近年来,植物三维重建方法逐渐从传统的光学方法向基于计算机视觉和深度学习的方法转变。

传统的光学方法虽然精度较高,但需要复杂的光源系统和昂贵的设备,且操作难度较大。

随着深度学习技术的发展,越来越多的研究者开始尝试将深度学习应用于植物三维重建中。

如利用卷积神经网络(CNN)对植物图像进行特征提取和重建,或利用深度神经网络对多模态数据进行融合,以提高重建精度和效率。

然而,当前基于深度学习的植物三维重建方法仍存在许多挑战和问题,如数据集的构建、模型的设计和优化等。

三、基于深度学习的植物三维重建方法本研究采用深度学习技术对植物进行三维重建。

首先,我们构建了一个大规模的植物图像数据集,其中包括各种形态和结构的植物图像,用于训练深度神经网络模型。

接着,我们采用一种改进的深度卷积神经网络模型,用于从输入的植物图像中提取特征信息。

在此基础上,我们采用了一种多模态数据融合技术,将不同视角下的图像数据进行融合,以提高三维重建的精度和效率。

最后,我们通过后处理技术对重建的三维模型进行优化和渲染,得到最终的三维模型。

在模型设计方面,我们采用了多种优化策略来提高模型的性能。

首先,我们使用卷积神经网络对输入的图像进行特征提取和预处理。

其次,我们设计了一种新型的损失函数来优化模型训练过程,提高模型的鲁棒性和泛化能力。

此外,我们还采用了一些先进的数据增强技术和正则化技术来提高模型的泛化能力和鲁棒性。

四、实验与结果为了验证本文提出的基于深度学习的植物三维重建方法的可行性和有效性,我们进行了大量的实验和分析。

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征 和 色彩 纹 理 特 征都 将 在 叶 片 基 本 模 型 上 进 行 变 换
而 获 得 。通 过 对 图 I中 叶 形 的 分 析 ,笔 者 提 出 了 下 面 的 叶 片基 本 模 型 的 建 立 方 法 。 2 11 叶 片 控 制 点 的建 立 ..
叶 片 的原 始 状 态 是 在 原 始 平 面 上 的 一 个 薄 片 且 该 叶 片 的 主脉 近 似 直线 , 这 个平 面上 有 P, 在 .
1 植 物 叶 片的 生 理 特 征
植 物 的 生 长 是 一 个 不 可 逆 的 过 程 。在 植 物 生 长
的不 同 阶 段 。植 物 的 叶 都 有 不 同 的形 态 特 征 。这些 形 态 特 征 随 着 植 物 的 生 长 而 不 断 改 变 。有 的甚 至会 消 失 。 但 一 般 对 于 同 种 植 物 , 叶 片基 本 形 状 比较 稳 定 ,常 可 作 为鉴 别 物 种 和 叶 片 识 别 的依 据 。植 物 的 叶片特征可分为 以下几类 : I 几 何 形 态 特 征 ,指 叶 片 在 展 平 状 态 下 的形 ) 状 ,包 括 叶 形 、叶 缘 特 征 和 叶脉 特 征 …;
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2 0 年 8月 06
农 机 化 研 究
第 8期
基 于 模 型 的 植 物 叶 片 适 时 三 维 重 建 方 法 研 究
史 德 林 ,卢 章 平 ,鲁 金 忠 。
( 苏 大 学 a 农 业 装 备 研 究 院 ;b 图 形 研 究 所 ;C 机械 工 程 学 院 。江 苏 镇 江 2 2 1 江 . . . 1 0 3) 摘 要 :提 出 了一 种 基 于 叶 片 特 征 的 植 物 叶 片 三 维 重 建 的方 法 。该 方 法 利 用 植 物 叶 片 的 特 点 , 立 了 植 物 叶 建 片 模 型 , 用 于植 物 叶 片 的 识 别 和 适 时 三 问 题 ,实 现 了 从 现 实 植 物 叶 片 到 并 解 三 维 数 字 模 型 的适 时 转 换 。 同 时 获 得 了 较 为 满 意 的叶 片 三 维 模 型 。运 用 该 方 法 得 到 的植 物 叶 片 的 三 维 模 型 不 仅 在 整 体 和 细 节 上 与实 际情 况 较 为 接 近 , 且 输 出 了相 关 的参 数 , 机械 手 确 定 工 作 路 径 和 实 体 接 触 提 供 而 为
了前 提 条件 。
关键 词 :农 业 工 程 ;计 算 机 视 觉 ;三 维 重 建 ;植 物 ;叶 片
中 图 分 类 号 :S 2 : P 9 . 1 6 T 3 14
文献标识码 : A
文章 编 号 :1 0 — 1 8 (0 60 - 0 4 - 0 0 3 8 X2 0 )8 0 9 5
O 引 言
计 算 机 视 觉 是 指 利 用 计 算 机 实 现 人 的 视 觉 功 能 ,来 感 知 、识 别 和理 解 三 维 场 景 。计 算 机 视 觉 中 的适 时 重 建 是 利 用 计 算 机 视 觉 系统 对 图像 进 行 理 解
并 建 立 适 时 的 三 维 数 字 模 型 。而 植 物 的适 时 三 维 重
( - a Emi 1)s e n l 3 C a d l @ 6 . Ol i 。
建 吸 引 了众 多 计 算 机 科 学 家 和 植 物 学 家 致 力 于该 领
域 的 研 究 。美 国 科 学 家 L n e m A e i d n y r在 I 6 9 8年 提
出 了 L系 统 ,建 立 了植 物 三 维 建模 的 框 架 “ ;后 来 。 D m o和 B r 1 y用 I S方 法 重建 了 相 似 性 特 征 ek anS e F 较 强 的蕨 类 植 物 的 叶 片 模 型 ;对 于 场 景 中 无 需 详 细 表 述 的叶 片 , e v s等 提 出 了 用 粒 子 系 统 来 构 造 Ree 森 林 和草 原 植 物 的模 糊 叶 片 。
尸 , m , , 5个 点 。其 中 。尸 点 为 叶 基 点 。只点 0 尸。 0 为 叶 片 的 叶 端 点 。 m 点 为 叶 片 主 脉 的 卷 曲起 点 , m 尸。 尸
2 排 列 特 征 。 同一 叶柄 上 出 现 的 多个 具 有 相 ) 指
收 疆 日期 :2 0- 9 0 050-7 基 金 项 目 : 江 苏 大 学 青 年 科 研 基 金 (D O O 3 J Q3 O) 作 者 简 介 : 史 德 林 (1 8 -) 男 . 江 苏 响 水 人 , 硕 士 研 究 生 . 90 .
上 述 的 5个 特 征 将 都 作 为 叶 片 三 维 重 建 时 的 特
征量 。
2 叶 片模 型 的建 立 及 算 法 的 实 现
21 . ‘叶 片 基 本 模 型 的 构 建 叶 片基 本 模 型是 根 据 叶 片 的 几 何 特 征 构 造 的平 面模 型 。该 模 型 反 映 了 叶 片 的 叶 形 、 叶 缘 和 叶 脉 特 征 。 叶 片 的几 何 变 形 特 征 、排 列 特 征 、相 对 位 置 特
同几 何 特 征 的 叶 片在 该 叶柄 上 的 排 列 方 式 ,它 可 分
为矩形排列 、环行排列 和镜像变换 ; 3 几 何 变 形 特 征 , 叶 片 由展 平 状 态 到 自然状 ) 指
态 下 的变 形 情 况 。包 括 茎 向 变 形 、侧 向 变 形 和 局 部
变形 ;
4 相 对 位 置 特 征 。 叶 片 在 自然 状 态 下 相 对 于 ) 指 植物其它构件的位置 ; 5 色彩 与 纹理 特 征 。 色 彩 与 纹 理 的特 点 及 在 ) 指 叶片上的分布情况 。
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