[发明专利]基于球坐标的植物果实点云重建方法

说明书

本发明提供了一种基于球坐标的植物果实点云重建方法，包括如下步骤：步骤1，基于三维果实原始点云数据，将点云直角坐标转为球坐标；步骤2，对点云数据进行去噪处理；步骤3，基于扁球体中心轴及长球体中心轴旋转到平行于正投影面时的特征，计算扁球体中心轴的经纬度及长球体中心轴的经纬度；步骤4，基于扁球体中心轴的经纬度及长球体中心轴的经纬度，采用B样条曲面对果实进行重建。本发明计算效率高，去噪效果好，可以应用到类似球形的植物果实重建。

技术领域

本发明属于物体重建技术领域，具体涉及一种基于球坐标的植物果实点云重建方法。

背景技术

基于三维点云的物体重建方法具有重建精度高的特点，但点云数据的空间关系的处理计算量大，效率低。目前，基于点云的植物果实的造型方法大都采用通用的点云处理方式，没有针对果实形状的特点进行处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于球坐标的植物果实点云重建方法，针对植物果实点云特点，可较快速和精确地简并原始点云，高效地重建植物果实。

本发明的实施例提供了一种基于球坐标的植物果实点云重建方法，包括如下步骤：

步骤1，基于三维果实原始点云数据，将点云直角坐标转为球坐标；

步骤2，对点云数据进行去噪处理；

步骤3，基于扁球体中心轴及长球体中心轴旋转到平行于正投影面时的特征，计算扁球体中心轴的经纬度及长球体中心轴的经纬度；

步骤4，基于扁球体中心轴的经纬度及长球体中心轴的经纬度，采用B样条曲面对果实进行重建。

进一步地，步骤1包括：

将获取的点云数据存入单链表中；

计算点云的中心点坐标，将点云中心平移到直角坐标原点后，重新计算点云坐标存入单链表中；

将点云直角坐标转为球坐标值。

进一步地，步骤2包括：

利用统计排序滤波法的中值滤波对噪点进行过滤。

进一步地，步骤3包括：

计算经点线的中心点及包围圆；

计算经线与圆形的差异程度c；

对于一个果实，设纬度相差180°的两个经点线间最小宽度w_min对应c为c_min,经线间最大宽度w_max对应c为c_max；

当c_minc_max时，该果实为扁球体,w_min对应的纬度为中心轴的纬度φ；

当c_minc_max时，该果实为长球体,w_max对应的纬度为中心轴的纬度φ；

当w_min＝w_max时，中心轴在垂直方向，经线高度hw_min时，该果实为长球体；hw_min时，为扁球体；h＝w_min时为圆球体。

进一步地，步骤3还包括：

将经点线宽度最大时对应的两个经点线在该平面绕中心点旋转到经点线宽度最小时的经度确定为长球体中心轴的初始经度θ₀；

将初始经度θ₀设为0°，重新计算纬度b＝φ,φ+180的经度点的经度；

在同一个纬度上，对相邻的5个经度点进行平滑；