国家自然科学基金(61303124)
- 作品数：10 被引量：50H指数：5
- 相关作者：胡少军张志毅耿楠何东健何鹏更多>>
- 相关机构：西北农林科技大学北京星闪世图科技有限公司更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术农业科学更多>>
- 基于曲率法线流的树点云骨架提取方法被引量：2
- 2020年
- 针对树木点云拓扑结构复杂、特征细节繁多等问题,提出一种基于点云收缩提取曲线骨架的算法。首先,为了在点云表面直接应用网格收缩算法,对点云进行局部主成分分析和Delaunay三角剖分;其次,针对树木点云拓扑结构复杂和末枝细节繁多等问题,用曲率法线流算子对点云进行收缩,针对树木枝条细长且弯曲幅度平缓等特点,利用改进后的QEM网格简化方法将三角网格折叠成一维曲线骨架;最后,将得到的曲线骨架进行连通和居中处理。该算法直接在点云上进行操作,不需要额外的信息和预处理操作,对噪声和残缺点云有良好的鲁棒性。实验证明,该算法提取的树木点云骨架充分表达了树木在自然环境下的生物性结构和特征,相对于Rosa、L1-中轴等经典算法,在树木点云的骨架提取速度上提高3倍以上,枝条重建度提高25%。
- 郝腾宇耿楠胡少军张志毅
- 关键词：主成分分析DELAUNAY三角剖分
- 基于图像尖锐度的角点匹配算法被引量：4
- 2019年
- 从多角度拍摄同一物体所得不同视角图像中的关键点的匹配对图像三维重建至关重要。为了得到精准的角点匹配对,提出了基于图像尖锐度角点匹配的新算法。该算法分为3个步骤:第1,为最大限度避免噪声的干扰,使用Canny算子先检测图像,进而使用8邻域轮廓追踪算法追踪边缘点得到边缘轮廓线。第2,计算轮廓线的尖锐度获取图像中的关键角点。第3,先粗匹配利用零均值归一化互相关法建立不同图像角点间一对多的关系,再进行精匹配采用优化后减少迭代次数的松弛迭代法得到一对一匹配点对。实验表明,该算法能够在提高运行效率的同时提高角点匹配的精准度,最终得到角点精匹配对。
- 邢彩燕张志毅胡少军耿楠
- 关键词：角点提取
- 基于Kinect的树运动轨迹获取与振动频率分析被引量：1
- 2017年
- 探索了一种低成本室外树复杂运动捕获方法,分析了树枝干运动与外力作用的关系。采用Kinect V2捕获树枝干运动;基于Mean Shift算法跟踪树枝干标记点并依据Kinect坐标转换原理提取树枝干三维运动轨迹;提出了一种用相对偏转角度量树枝干运动的方法,对偏转角度时域信号通过FFT变换获得频域信号。实验结果表明,树枝干在外力作用下的运动轨迹是近似环形的周期运动;树在不同外力作用下均以固定频率振动;同一类型树树形结构不同,其振动频率存在差异。
- 何鹏胡少军何东健
- 关键词：运动捕获振动频率KINECT
- 基于骨架提取的树木点云三维重建方法研究
- 树木是自然界中不可或缺的一部分。利用虚拟现实技术模拟树木在自然环境下的生长过程和运动方式、掌握树木在生长过程中对外界环境的应激反应、加快全方位学习和了解树木知识的进度，对研究人与环境的关系具有十分重要的意义。三维激光点云...
- 郝腾宇
- 关键词：三维重建
- 基于随机森林回归算法的苹果树冠层光照分布模型被引量：11
- 2019年
- 合理的果树冠层结构有利于光照的有效分布,对提升果实产量与品质有重要意义。为揭示果树冠层内部的光照分布情况,针对目前果树冠层内部光照强度获取难度大、预测精度低的问题,研究了冠层颜色特征与光照强度的对应关系,提出一种基于冠层剖面阴影特征和冠层点云颜色特征的随机森林预测模型。以纺锤形"陕富6号"苹果树为研究对象,首先使用Kinect 2. 0采集果树的双面点云数据,预处理后得到完整的点云数据;其次,基于改进的空间殖民算法和叶序添加规则重构果树的三维模型;最后,使用"切片法",在垂直方向上将冠层模型每0. 1 m分层划分,使用POV-Ray渲染器逐层渲染阴影,同时使用光照度计,自顶向下每0. 1 m实测光照强度数据,构建以每层阴影图灰度特征和每层点云HSI颜色特征为输入,以相对光照强度为输出的随机森林网络。试验结果表明,该方法能够较为准确地预测冠层内的光照分布情况,预测值与实际值的决定系数R^2为0. 864,平均绝对百分比误差MAPE为0. 236,RF回归模型可作为苹果树冠层内光照分布预测的有效方法,为果树的剪枝、整形等研究提供参考。
- 师翊耿楠耿楠张志毅胡少军
- 关键词：苹果树点云
- 基于多视图像的摄像机自标定方法被引量：7
- 2017年
- 摄像机标定是三维重建时的必要步骤。传统的标定方法对设备要求高、操作繁琐,而自标定方法虽然简便,但精度不高,会严重影响三维重建的效果。因此,越来越需要一种操作简便并且精度高的自标定方法。采用SIFT特征点匹配算法,根据多视序列图像中对应点间的相互关系,利用光束法平差,提出了一种基于局部-全局混合优化的迭代优化方法。针对图像匹配量大的问题,提出了一种邻域内图像互匹配方法来降低时间代价。实验表明,本文提出的多摄像机自标定方法是一种有效的高精度方法,采用的邻域内图像互匹配技术能很好地降低图像匹配的时间消耗。根据多视图像的对应点间相互关系,充分利用局部-全局优化的思想,通过混合优化的方法得到相机参数,对比现有自标定算法,本文给出的方法有较高的精度和鲁棒性。
- 唐秋虎张志毅
- 关键词：摄像机自标定图像匹配
- 基于草图和数据驱动的真实感树分枝结构建模
- 树的三维模型在虚拟现实、景观设计及农林业应用方面有着重要的价值。但是由于树木结构复杂，其枝干以及分杈的真实感重建仍是一个挑战性问题。近年来基于草图的建模方法由于其简单直观，受到研究者的广泛关注，但基于草图的建模存在从二维...
- 黄正宇
- 关键词：数据驱动真实感
- 基于稀疏图像的真实树交互式建模方法被引量：8
- 2014年
- 真实环境中树的三维重建可在虚拟现实、景观设计及农林业应用方面发挥重要作用,为解决真实环境中树的三维重建问题,该文提出一种基于稀疏图像的交互式建模方法。在自然环境下采集2幅相差90°的树图像及对应4～7幅中间图像,采用交互式编辑方法在夹角相差90°的1幅图像上获取各级树枝二维投影位置及粗度信息,再通过中间图像找到各级树枝在另一幅图像上的匹配树枝,并交互式调整树枝位置信息,然后进行透视校正,生成树枝三维几何模型,最后根据叶序规则添加树叶完成重建。通过对苹果树、樱桃树和枫树的重建结果表明,该方法交互性好,对图像拍摄数量与角度要求不高,重建时间在55～125 min之间,且能较好保持树的拓扑结构,可为虚拟植物建模、虚拟修剪试验和植物拓扑结构分析等提供参考。
- 胡少军耿楠张志毅杨沛何东健
- 基于细分曲面控制网格优化的光滑树模型重建
- 2019年
- 树木的三维模型在虚拟现实、景观设计及农林业应用方面有重要的价值。但由于树木结构复杂,其枝干以及分杈的真实感重建仍是一个很有挑战性的问题。为构造光滑的树枝分杈,生成连续且完整的树模型,本文提出一种基于细分曲面初始控制网格优化生成树枝光滑曲面的新方法。利用树的骨架信息,首先以各个骨架结点为原点建立局部坐标系,利用枝条间的夹角调整各基本单元初始旋转方向,构建类长方体状的四边形网格作为基本树枝或树杈单元,采用自下而上的优化算法,调整相邻树杈单元间连接顶点位置,形成具有流形结构的初始控制网格。最后,应用Catmull-Clark细分算法,生成完整的树木模型。实验结果表明,该方法可有效重建具有连续分杈结构的真实树模型。
- 黄正宇张志毅耿楠胡少军
- 关键词：细分曲面四边形网格
- 基于有向距离场的软阴影生成算法研究
- 在计算机图形研究中，阴影可增强物体的立体感，从而有助于理解物体间的相互位置关系和大小。传统生成阴影的方法主要包括阴影贴图算法和阴影体算法，但上述方法难以提供高质量的软阴影。有向距离场可用来表示空间内任一点到给定三维物体表...
- 李琰琛
- 关键词：计算机图形图形处理器
