基于点云数据的植物叶片特征提取及三维重建

作     者：张越 翟福琪 蔡孙宝 陈鹏 ZHANG Yue;ZHAI Fuqi;CAI Sunbao;CHEN Peng

作者机构：成都飞机工业(集团)有限责任公司四川成都610092 华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430074 西南交通大学机械工程学院四川成都611756 四川省机械研究设计院(集团)有限公司四川成都610063 

出 版 物：《中国测试》 (China Measurement & Test)

年 卷 期：2021年第47卷第8期

页      面：6-12页

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：四川省省级工业发展专项资金项目(2020NJ002) 四川省科技计划重点研发项目(2020YFS0086) 

主　　题：结构光 点云 特征提取 曲面重建 

摘      要：如何准确而高效地获取、处理和重建物体的三维点云数据是制约三维检测技术发展的关键性问题。该文主要以植物叶片为载体,对三维点云的数据获取、特征提取以及曲面重建技术进行研究。针对三维点云的获取问题,采用面结构光三维扫描仪采集植物叶片表面的三维点云数据,进而开展点云数据的预处理,包括去噪、精简和平滑。采用基于曲率和基于点云距离的特征提取方法分别对叶片叶脉信息进行提取,并对两种方法进行对比;引入基于边界点邻域特征的边界提取算法得到植物叶片的边缘轮廓信息。讨论三维点云曲面重建算法及其原理,分析贪婪投影三角化算法和泊松曲面重建算法的效果。结果表明,该文所提出的特征提取和三维重建方法,在合适的参数设置下能够在两种不同的植物叶片上得到一致的效果。