本文關(guān)鍵詞：基于切平面投影的樹(shù)干三維表面重建算法

  更多相關(guān)文章： 樹(shù)干 點(diǎn)云 表面重建 切平面 法向量

【摘要】：【目的】將使用三維激光掃描儀獲取的樹(shù)木點(diǎn)云構(gòu)建樹(shù)木三維模型與提取樹(shù)木參數(shù)相結(jié)合,構(gòu)建適用于樹(shù)干參數(shù)提取的樹(shù)干三維表面模型。【方法】采用三維表面重建技術(shù),根據(jù)樹(shù)干點(diǎn)云特征改進(jìn)基于切平面投影的表面重建算法,并將其應(yīng)用于重建樹(shù)干的不規(guī)則三角網(wǎng)表面模型中。改進(jìn)內(nèi)容如下:1)使用半徑閾值作為鄰域點(diǎn)的選取準(zhǔn)則以減少點(diǎn)云分布散亂對(duì)鄰域點(diǎn)集選擇的影響;2)根據(jù)點(diǎn)之間距離越近、影響越大的思想,使用距離加權(quán)方式計(jì)算特定點(diǎn)處切平面的法向量,且當(dāng)鄰域點(diǎn)集投影至切平面上產(chǎn)生重復(fù)投影點(diǎn)時(shí),刪除距離較遠(yuǎn)的鄰域點(diǎn);3)根據(jù)點(diǎn)集在平行平面間投影的幾何拓?fù)洳蛔冃院?jiǎn)化投影切平面的構(gòu)建;4)以點(diǎn)集旋轉(zhuǎn)方式簡(jiǎn)化三維平面點(diǎn)集到二維平面點(diǎn)集的轉(zhuǎn)換。本研究提出的改進(jìn)算法將當(dāng)前點(diǎn)及其鄰域點(diǎn)集投影至切平面上得到一個(gè)平面點(diǎn)集,將平面點(diǎn)集上構(gòu)建的Delaunay三角網(wǎng)的連接關(guān)系映射到樹(shù)干點(diǎn)云中以構(gòu)建當(dāng)前點(diǎn)與其鄰域點(diǎn)的三維表面模型,逐個(gè)對(duì)樹(shù)干點(diǎn)云中的點(diǎn)投影重建以實(shí)現(xiàn)樹(shù)干點(diǎn)云整體的三維表面重建�！窘Y(jié)果】對(duì)楊樹(shù)樹(shù)干的重建試驗(yàn)表明,改進(jìn)算法能更好地構(gòu)建樹(shù)干的表面模型;對(duì)粗糙程度不同的多個(gè)樹(shù)種的試驗(yàn)表明,重建的樹(shù)干表面能清晰地顯示外業(yè)掃描時(shí)標(biāo)注的色彩信息,局部的表面三角形面片能清晰地反映樹(shù)干表面凸凹不平的特征及樹(shù)干表面在三角面片處的朝向信息;從重建表面上提取直徑的試驗(yàn)表明,與圍尺實(shí)測(cè)直徑相比,從重建表面上提取直徑的RMSE為0.18 cm,驗(yàn)證了重建樹(shù)干表面的精確性�！窘Y(jié)論】本研究從參數(shù)提取角度,采用表面重建方法,改進(jìn)了基于切平面投影重建算法以重建樹(shù)干的三維不規(guī)則三角網(wǎng)表面,重建的樹(shù)干表面具有較好的視覺(jué)效果,能真實(shí)反映樹(shù)干表面的特征。本研究提出的改進(jìn)算法適用于構(gòu)建逼真的樹(shù)干三維可視化表面模型,構(gòu)建的精確樹(shù)干表面模型可為后續(xù)的樹(shù)干參數(shù)提取提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
【作者單位】： 信陽(yáng)師范學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院;中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院資源信息研究所;信陽(yáng)師范學(xué)院數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 樹(shù)干 點(diǎn)云 表面重建 切平面 法向量
【基金】：國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)(2012AA102002) 國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃(2012BAD22B02) 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31470641;61331018;61572417;11501489) 河南省省院科技合作專(zhuān)項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(122106000052)
【分類(lèi)號(hào)】：TP391.41
【正文快照】： 隨著計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)以及三維激光掃描技術(shù)的發(fā)展,將三維激光掃描儀應(yīng)用于林業(yè)相關(guān)領(lǐng)域是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。其研究?jī)?nèi)容大致分為2類(lèi):1)樹(shù)木的形態(tài)模擬與重建;2)樹(shù)木的參數(shù)提取。Pfeifer等(2004a)使用分段擬合圓柱體的方式構(gòu)建了樹(shù)干模型;Pfeifer等(2004b)使用B-樣條曲線

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王振天;張麗;邢宇翔;康克軍;;統(tǒng)計(jì)重建算法綜述[J];CT理論與應(yīng)用研究;2007年04期

2 郭威;陳賀新;;一種改進(jìn)的代數(shù)重建算法及其實(shí)現(xiàn)[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2009年S2期

3 金燕南;趙俊;劉尊鋼;莊天戈;;三源螺旋CT精確重建算法在動(dòng)態(tài)重建中的應(yīng)用[J];航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程;2009年06期

4 杜富瑞;張民;施旭東;安福東;王乾;;基于聲波傳播路徑模擬的溫度場(chǎng)重建算法研究[J];計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化;2011年09期

5 惠苗;;螺旋錐束精確重建算法優(yōu)化[J];三明學(xué)院學(xué)報(bào);2012年04期

6 姜永生;于燕燕;;一種適用于小視野的快速精確重建算法[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年12期

7 鄭健;俞航;蒯多杰;劉兆邦;董月芳;張濤;;多層CT重建算法對(duì)比研究[J];CT理論與應(yīng)用研究;2012年04期

8 白玫;楊雨;嚴(yán)漢民;;多排螺旋CT自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建算法的客觀評(píng)價(jià)[J];中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備;2013年01期

9 程明淵;賀奇才;胡琴明;陳弟虎;;基于穿越長(zhǎng)度權(quán)重迭代重建算法的研究[J];中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志;2013年02期

10 閆鑌;韓玉;魏峰;李磊;李建新;;錐束CT超視野成像重建算法綜述[J];CT理論與應(yīng)用研究;2013年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 胡永勝;;重建算法對(duì)低劑量肺部CT掃描圖像質(zhì)量和診斷的影響[A];2010中華醫(yī)學(xué)會(huì)影像技術(shù)分會(huì)第十八次全國(guó)學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2010年

2 宋e，

本文編號(hào)：648631