植物三維模型的構(gòu)建方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及三維圖像生成技術(shù)領域，尤其涉及一種植物三維模型的構(gòu)建方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著三維數(shù)字化技術(shù)的不斷成熟，數(shù)字化儀和三維掃描等設備被廣泛應用，近年來也逐漸被研宄者用于植物三維形態(tài)的測量和重建中。植物的幾何建模是數(shù)字植物研宄的基礎工作，在構(gòu)建植物的幾何模型的過程中，主要通過兩種方法來構(gòu)建，一種是基于實測數(shù)據(jù)的三維重建，另一種是基于交互式設計方法生成植物的三維模型。
[0003]基于實測數(shù)據(jù)的三維重建的方法對植物的形態(tài)數(shù)據(jù)的要求很高，同時獲取植物數(shù)據(jù)的工作量大，工作過程繁瑣，同時速度慢，在實際應用中不切合實際?；诮换ナ皆O計方法生成植物的三維模型是目前幾何建模軟件采用較多的植物幾何建模方法，
[0004]基于實測數(shù)據(jù)的三維重建對植物的形態(tài)數(shù)據(jù)要求高，數(shù)據(jù)獲取工作量大。基于交互式設計方法是目前幾何建模軟件采用較多的植物幾何建模方法，基于交互式設計方法對應的軟件主要包括AMAPmod、AmapSim、PlantCAD等基于節(jié)單位和參數(shù)化的交互式設計軟件，但是這些軟件設計的品種分辨率的植株幾何模型人工交互工作量非常大。
[0005]植物新品種DUS測試是對申請保護的新品種進行特異性Distinctness、一致性Uniformity和穩(wěn)定性Stability的栽培鑒定試驗或室內(nèi)分析測試的過程。植物的DUS指標能夠描述植物品種的形態(tài)結(jié)構(gòu)與表觀紋理在品種尺度上的差異。現(xiàn)有植物交互式設計方法存在著設計工作量大、設計過程繁瑣、設計速度慢、與實測植物形態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)合不緊密、使得植物的三維模型無法反映出植物品種形態(tài)及表觀特征等植物的特征。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種植物三維模型的構(gòu)建方法及裝置，能夠提高三維模型設計的速度，同時能夠準確的反映植物品種的形態(tài)和表觀特征。
[0007]第一方面，本發(fā)明提供了一種植物三維模型的構(gòu)建方法，包括:
[0008]對待建模植物進行結(jié)構(gòu)單元劃分，以獲得所述待建模植物的各結(jié)構(gòu)單元；
[0009]選取所述待建模植物的各結(jié)構(gòu)單元的指標，所述指標為與形態(tài)結(jié)構(gòu)和表觀紋理相對應的指標；
[0010]根據(jù)所述各結(jié)構(gòu)單元的指標，獲取所述待建模植物的各結(jié)構(gòu)單元的指標數(shù)據(jù)；
[0011]根據(jù)所述待建模植物的各結(jié)構(gòu)單元的指標數(shù)據(jù)，采用交互式設計方式，獲得所述待建模植物的單株三維模型。
[0012]進一步地，所述待建模植物的結(jié)構(gòu)單元名稱與所述待建模植物在DUS測試指南中的結(jié)構(gòu)單元的名稱相對應，所述DUS為特異性、一致性和穩(wěn)定性。
[0013]進一步地，所述選取所述待建模植物的各結(jié)構(gòu)單元的指標，包括:
[0014]選取所述待建模植物在所述待建模植物DUS測試指南中與形態(tài)結(jié)構(gòu)和表觀紋理相關指標，以構(gòu)建所述待建模植物的DUS規(guī)則庫。
[0015]進一步地，所述DUS規(guī)則庫包含所述與形態(tài)結(jié)構(gòu)和表觀紋理相關指標的取值范圍，所述與形態(tài)結(jié)構(gòu)和表觀紋理相關指標的植物品種的取值。
[0016]進一步地，所述根據(jù)所述各結(jié)構(gòu)單元的指標，獲取所述待建模植物的各結(jié)構(gòu)單元的指標數(shù)據(jù)，包括:
[0017]根據(jù)所述各結(jié)構(gòu)單元的指標，采集所述待建模植物的各結(jié)構(gòu)單元的指標數(shù)據(jù)；
[0018]根據(jù)所述待建模植物的各結(jié)構(gòu)單元的指標數(shù)據(jù)，確定所述各結(jié)構(gòu)單元模板庫；
[0019]其中，所述指標數(shù)據(jù)包括所述各結(jié)構(gòu)單元的三維點云數(shù)據(jù)、所述各結(jié)構(gòu)單元的三維數(shù)字化數(shù)據(jù)、所述各結(jié)構(gòu)單元的紋理數(shù)據(jù)、所述各結(jié)構(gòu)單元的表觀材質(zhì)數(shù)據(jù)。
[0020]進一步地，所述根據(jù)所述待建模植物的各結(jié)構(gòu)單元的指標數(shù)據(jù)，確定所述各結(jié)構(gòu)單元模板庫，包括:
[0021]采用幾何處理方式和紋理處理方式，對所述待建模植物的各結(jié)構(gòu)單元的指標數(shù)據(jù)進行處理，獲得所述待建模植物的結(jié)構(gòu)單元的幾何模板和紋理模板；
[0022]根據(jù)所述待建模植物的結(jié)構(gòu)單元的幾何模板和紋理模板，確定所述結(jié)構(gòu)單元模板庫。
[0023]進一步地，所述結(jié)構(gòu)單元模板庫表現(xiàn)形式為:所述結(jié)構(gòu)單元模板庫中所述結(jié)構(gòu)單元為網(wǎng)格模型，或所述結(jié)構(gòu)單元的拓撲結(jié)構(gòu)為三維點集模型，或所述結(jié)構(gòu)單元為表觀紋理模型。
[0024]進一步地，所述根據(jù)所述待建模植物的各結(jié)構(gòu)單元的指標數(shù)據(jù)，采用交互式設計方式，獲得所述待建模植物的單株三維模型，包括:
[0025]根據(jù)所述待建模植物的各結(jié)構(gòu)單元的指標數(shù)據(jù)，獲得各結(jié)構(gòu)單元模板庫；
[0026]根據(jù)所述各結(jié)構(gòu)單元模板庫，建立所述各結(jié)構(gòu)單元模板庫與所述DUS規(guī)則庫中與所述結(jié)構(gòu)單元相對應指標的對應關系；
[0027]根據(jù)所述對應關系和所述待建模植物的品種名稱，采用交互式設計方式，獲得所述待建模植物的單株三維模型。
[0028]進一步地，所述根據(jù)所述各結(jié)構(gòu)單元模板庫，建立所述各結(jié)構(gòu)單元模板庫與所述DUS規(guī)則庫中與所述結(jié)構(gòu)單元相對應指標的對應關系，包括:
[0029]所述各結(jié)構(gòu)單元模板庫中的結(jié)構(gòu)單元模板與唯一的所述DUS規(guī)則庫中結(jié)構(gòu)單元指標對應；
[0030]所述DUS規(guī)則庫中結(jié)構(gòu)單元指標與所述結(jié)構(gòu)單元模板庫中的至少一個結(jié)構(gòu)單元模板對應；
[0031]所述DUS規(guī)則庫中的所有指標至少與一個結(jié)構(gòu)單元模板相對應。
[0032]第二方面，本發(fā)明提供了一種植物三維模型的構(gòu)建裝置，包括:
[0033]劃分模塊，用于對待建模植物進行結(jié)構(gòu)單元劃分，以獲得所述待建模植物的各結(jié)構(gòu)單元；
[0034]選取指標模塊，用于選取所述待建模植物的各結(jié)構(gòu)單元的指標，所述指標為與形態(tài)結(jié)構(gòu)和表觀紋理相對應的指標；
[0035]獲取數(shù)據(jù)模塊，用于根據(jù)所述各結(jié)構(gòu)單元的指標，獲取所述待建模植物的各結(jié)構(gòu)單元的指標數(shù)據(jù)；
[0036]建模模塊，用于根據(jù)所述待建模植物的各結(jié)構(gòu)單元的指標數(shù)據(jù)，采用交互式設計方式，獲得所述待建模植物的單株三維模型。
[0037]由上述技術(shù)方案可知，通過本發(fā)明提供的植物三維模型的構(gòu)建方法及裝置，其中方法包括:對待建模植物進行結(jié)構(gòu)單元劃分，以獲得所述待建模植物的各結(jié)構(gòu)單元；選取所述待建模植物的各結(jié)構(gòu)單元的指標，所述指標為與形態(tài)結(jié)構(gòu)和表觀紋理相對應的指標；根據(jù)所述各結(jié)構(gòu)單元的指標，獲取所述待建模植物的各結(jié)構(gòu)單元的指標數(shù)據(jù)；根據(jù)所述待建模植物的各結(jié)構(gòu)單元的指標數(shù)據(jù)，采用交互式設計方式，獲得所述待建模植物的單株三維模型。通過本發(fā)明提供的植物三維模型的構(gòu)建方法及裝置，能夠提高三維模型設計的速度，同時能夠準確的反映植物品種的形態(tài)和表觀特征。
【附圖說明】
[0038]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0039]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種植物三維模型的構(gòu)建方法的流程示意圖；
[0040]圖2為本發(fā)明實施例提供的一種葡萄樹DUS規(guī)則庫示意圖；
[0041]圖3為本發(fā)明實施例提供的一種葡萄樹結(jié)構(gòu)單元劃分示意圖；
[0042]圖4為本發(fā)明實施例提供的一種不同葡萄品種葉片的幾何模板示意圖；
[0043]圖5為本發(fā)明實施例提供的一種V字形葡萄樹模板示意圖；
[0044]圖6為本發(fā)明