基于激光点云的含笑树叶重建与形变方法.pdf

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1、第42卷第7期林业机械与木工设备Vol42No．72014年7月FORESTRYMACHINERY&WOODWORKINGEQUIPMENTJu1．2014基于激光点云的含叶重建与形变方法嵇俊。云挺。薛联凤，张浩平(南京林业大学信息科学与技术学院，江苏南京210037)摘要：针对室外含笑树叶存在抖动及树叶间存在遮挡，导致含笑树叶点云数据不易重建与形变的问题。提出了一种含笑树叶重建与形变的方法，首先根据噪声特点和扫描线特性，对点云数据去噪；然后根据每条扫描线边缘点拟合出树叶的边缘，采用双三次广义张量积Bezier曲面拟合叶面，并结合三角

2、剖分算法实现叶面的重建；最后采用基于非线性的有限元形变方法，模拟出真实的含笑树叶形变。实验结果表明，该算法简单高效。关键词：点云数据；树叶重建；广义Bezier曲面；三角剖分；有限元形变中图分类号：TS612文献标识码：A文章编号：2095—2953(2014)07—0034—06BananaShrubTreeLeaveReconstructionandDeformationBasedonLaserPointCloudjIJun，YUNTing，XUELian-feng，ZHANGHao-ping(CollegeofInformati

3、onScienceandTechnology，NingForestryUniversity，N州iangJiangsu210037，China)Abstract：Duetobananashrubtreeleavequiveringandblockingbetweentreeleaves，itisnoteasytorealizereconstructionanddeformationofbananashrubtreeleavesbasedonlaserpointcloud．Amethodforreconstructionanddefor

4、mationofbananashrubtreeleavesisputforward．First，pointclouddataaredenoisedbasedonthecharacteristicsofnoiseandscanlines；then，conductfittingoftreeleavesaccordingtotheedgepointsofeachscanline，withbicubicgeneralizedtensorproductBeziersurfaceforleavesurfacefiting，withtriangul

5、ationalgorithmusedtorealizereconstructionofleaves；finally，amethodbasedonnon-linearfiniteelementdeformationisadoptedtosimulatetherealdeformationofbananashrubtrees．Theexperimentalresultshowsthatthisalgorithmissimpleandefficient．Keywords：pointcloudsdata；leafreconstruction；

6、generalizedTensorBezierSurface；triangulation；finiteelementdeformation近年来，地面激光扫描仪已广泛应用于生产生活全部数据点比例很少，故对室外树叶的点云研究采用中的各个方面，特别是林业方面。树叶作为树木最重要这一类方法不适用。本文根据噪声自身特点，将噪声点的部分，对其研究相当重要。用三维数据虽然可以精确分为三类，并依此对这三类噪声去噪。地还原出目标体，但由于人为因素、自然因素及扫描仪在逆向工程中，散乱点云边界特征是表达曲面的自身的缺陷，使获得的三维数据不可避免地带有噪声

7、，重要几何特征，其提取精度对曲面重建质量和效率有其对树叶重建的影响很大。目前主要的去噪算法大多重要影响。EmelyanovA等[3]通过建立点云的三角网格来自网格光顺n，采用这一类方法的基础是噪声点占模型提取点云边界特征，李江雄M将点云向投影面投收稿日期：2014—04—24基金项目：国家自然科学基金“基于激光点云和视觉计算的阔叶树林学参数反演研究”(31300472)；江苏省自然科学基金“激光点云数据中活立木林学生物参数解析研究”(BK20l2418)第一作者简介：嵇俊(1989一)，江苏盐城人，南京林业大学信息与技术学院硕士研究生

8、，主要研究方向为图像处理。通讯作者：云挺(1980一)，男，江苏南京人，南京林业大学副教授，博士，主要研究方向为虚拟现实与机器视觉。第7期嵇俊，等：基于激光点云的含笑树叶重建与形变方法35影，对投影后的数据点进行栅格划分