基于Crust算法的主枝干三维重建算法任务书

 2022-07-07 22:28:09

1. 1. 毕业设计(论文)的内容、要求、设计方案、规划等

激光扫描获得的是大量物体表面的三维信息,亦称点云数据。利用激光扫描仪获取的点云数据来测量和提取植物生长的几何形态和生理参数并用来构建三维模型,已成为最近10年来的一个研究热点。从三维分布的点云数据进行重建准确的树木三维模型并非易事。

树木枝干的点云基本骨架提取是三维建模的关键步骤。骨架图(curve skeleton) ,也称中轴线图,是表达三维模型拓扑特征的一种直观有效方式,适合于描绘树木形状。从点云数据中提取骨架的绝大多数算法都有利用点的邻域信息,骨架是每个邻域里点集的中心的集合。

本论文选取合适的方法提取树木枝干的骨架和对应半径变化,在此基础上再重建枝干的表面三维网格模型。设计一种基于骨架提取的活立木枝干三维建模方法: 首先,设计点云特征对地面激光雷达扫描获得的原始点云进行枝叶分离; 然后根据Dijkstra 距离对枝干点云数据进行分段并提取每个连通部分的骨架; 再根据加权的匹配度连接骨架,得到整株活立木完整的骨架; 最后用圆柱体拟合出活立木枝干的模型。分别对含笑树和樱花树枝干进行了扫描分析,拟合出含笑树和樱花树的枝干三维模型,并对该算法的效率进行了分析。

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2. 参考文献(不低于12篇)

[1] 彭 艺.三维模型骨架提取算法研究与实现[D]. 华中科技大学,2008

[2] 刘胜兰,周儒荣,张丽艳. 三角网格模型的特征线提取[J]. 计算机辅助设计与图形学学报,2003,15(4):445-448.

[3] 孙智慧,赵元棣,郭新宇,等. 基于实测数据的植物建模研究进展[J]. 农机化研究,2012.3(3):18-24.

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