基于角度约束空间殖民算法的树点云几何结构重建方法

摘要：

激光点云数据包含信息丰富、精度高,在森林演变、植物模型重构方面应用广泛.为提高树三维重构时的精度与真实感,提出一种基于实测点云数据的三维重构方法.首先,使用Kinect 2.0采集树的双面点云数据,在树根附近放置塑料标准球作为标记,使用人工标记法粗配与ICP算法精配相结合的方式对获取的双面点云数据进行配准,得到树完整的点云数据;其次,引入生长角度约束改进空间殖民算法生成树的三维骨架,根据管道模型估算树枝粗度,使用广义圆柱体生成树干;最后,对叶片单独建模,根据叶序规则添加树叶完成树的三维重构.以玉兰树、枫树以及Limit Tree为例进行重构试验,试验结果表明,该方法能够逼真地模拟树的三维形态结构,较好地展现树的拓扑结构关系,重构误差在6.5％以内,可为虚拟树木三维建模、虚拟修剪以及树的拓扑结构分析等研究提供参考.

关键词：树、点云、三维重构、Kinect 2.0、空间殖民算法、生长角度约束

所属期刊栏目：49

分类号：TP391.4(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家高技术研究发展计划863计划项目2013AA102304;国家自然科学基金项目61303124;中央高校基本科研业务费专项资金项目Z109021708

在线出版日期：2018-04-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：207-216