[发明专利]一种基于多视图像的体空间减量式树木点云重建方法

权利要求书

1.一种基于多视图像的体空间减量式树木点云重建方法，其特征在于，包括如下步骤：

一、输入数据准备

通过相机采集N幅图像，N幅图像集合为E；

通过交互式标记出图像集合E中的每一幅图像中树木的背景区域和目标树木区域并且存储为蒙板图像，记蒙板集合为M；

二、树木点云的重建

从图像集合E中选择两幅图像进行视锥体初始化，得到树木包围盒；

并将包围盒内的空间体素化，体素中心的位置即为包围盒的点云的位置；

将体素化后的包围盒的点云集合，并将包围盒内的点云集合反投影到每幅蒙板图像中；

将反投影到背景区域的点云切割去除，在切割点云时采用一次性赋色原理进行取色，最后剩余点云即为目标树木点云。

2.如权利要求1所述的一种基于多视图像的体空间减量式树木点云重建方法，其特征在于，从图像集合E中选择两幅图像进行视锥体初始化得到树木包围盒的时候，包括如下步骤：

将图像集合E中的每一幅图像均根据相机参数(R，T，f，P_cam)初始化为视锥体，其中R表示旋转矩阵，T表示平移矩阵，f表示焦距，P_cam表示相机位置；

将两个视锥体的交叉区域初始化为所述树木包围盒。

3.如权利要求2所述的一种基于多视图像的体空间减量式树木点云重建方法，其特征在于，所述交叉区域的两个视椎体对应的两幅图像之间的夹角为90°。

4.如权利要求1所述的一种基于多视图像的体空间减量式树木点云重建方法，其特征在于，将包围盒内的点云集合G反投影到每幅蒙板图像中的时候，包括如下步骤：

将点云集和G中的点P_G的世界坐标P_w转换到相机坐标系下，再转到图像坐标系下；

判断点云集和G中的点P_G的反投影点是否在蒙板背景上，如果该反投影点在蒙板背景上则直接删除此点，反之予以保留；

设当前反投影点的图像的旋转矩阵为R，平移矩阵为T，焦距为f，P_w在相机坐标系下的坐标为P_c(x_c，y_c，z_c)，有

P_c＝P_w×R+T

设图像坐标系下的像素坐标为P_M(x_M，y_M)，有

其中，(C_x，C_y)是蒙版图像的中心坐标。

5.如权利要求4所述的一种基于多视图像的体空间减量式树木点云重建方法，其特征在于，将反投影到背景区域的点云切割去除的时候，包括如下步骤：

设点云集和G反投影回第i个图像蒙板中背景区域的点云集合为D_i；

从G中切除D_i，则剩下的点即为所述目标树木点云S，有

6.如权利要求5所述的一种基于多视图像的体空间减量式树木点云重建方法，其特征在于，当点P_G反投影到蒙板时，遍历其对应的切割缓冲区，如果该点在所有蒙板的切割缓冲区中均存在树木像素，则此点判定为树木点云；

所述切割缓冲区由该点的图像坐标P_M结合w计算，w为常数，切割缓冲区的范围由最大点(x_up，y_up)和最小点(x_down，y_down)确定。