华中农业大学翟瑞芳获国家专利权
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龙图腾网获悉华中农业大学申请的专利基于立体标定的高通量盆栽植株3D重建方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119741426B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-14发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411818932.7,技术领域涉及:G06T17/00;该发明授权基于立体标定的高通量盆栽植株3D重建方法及系统是由翟瑞芳;杨万能;王应华;杜奥博;宋鹏;冯慧设计研发完成,并于2024-12-11向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于立体标定的高通量盆栽植株3D重建方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于立体标定的高通量盆栽植株3D重建方法及系统,包括以下步骤:制作立体标定盒,将盆栽植株置于所述立体标定盒中采用相机进行图像采集,获得各植株旋转一周的图像序列;获取相机内参矩阵,并对所述图像序列进行标定点识别,获得每幅图像的外参矩阵;对图像序列中的植株区域进行分割处理和颜色渲染,获得植株二值图;基于所述植株二值图、相机内参矩阵和每幅图像的外参矩阵,采用体素雕刻方法进行3D重建,获得植株模型;对所述植株模型进行反投影着色,最终获得带颜色的植株模型。本发明实现了盆栽植株全生育期高通量全自动的三维重建,并且重建后的点云仍保持其原植株尺度大小,方便后续表型提取等工作的开展。
本发明授权基于立体标定的高通量盆栽植株3D重建方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种基于立体标定的高通量盆栽植株3D重建方法,其特征在于,包括以下步骤: 制作立体标定盒,将盆栽植株置于所述立体标定盒中采用相机进行图像采集,获得各植株旋转一周的图像序列; 获取相机内参矩阵,并对所述图像序列进行标定点识别,获得每幅图像的外参矩阵; 对图像序列中的植株区域进行分割处理和颜色渲染,获得植株二值图; 基于所述植株二值图、相机内参矩阵和每幅图像的外参矩阵,采用体素雕刻方法进行3D重建,获得植株模型; 对所述植株模型进行反投影着色,最终获得带颜色的植株模型; 对所述图像序列进行标定点识别,获得每幅图像的外参矩阵的过程包括: 基于标定点识别方法对所述图像序列的外参感兴趣区域进行提取,对提取出的外参感兴趣区域进行角点检测,获得每幅图像中角点的像素坐标;基于相邻图像外参感兴趣区域的质心点坐标变化,获取各平面的出现次数,预设角点检测顺序,基于所述各平面的出现次数和角点检测顺序,获得各角点的世界坐标;基于各角点的像素坐标和世界坐标,获得每幅图像的外参矩阵; 基于标定点识别方法对所述图像序列的外参感兴趣区域进行提取的过程包括: 基于立体标定盒上的标记点,获得每幅图像的若干个轮廓; 基于轮廓面积,对每幅图像的若干个轮廓进行排序; 统计每幅图像的轮廓数量,当所述轮廓数量小于预设数量,舍弃对应的图像; 当所述轮廓数量等于预设数量,基于四个轮廓的质心点计算包围植株目标的矩形区域的顶点坐标,基于所述矩形区域的顶点坐标提取图像的外参感兴趣区域; 当所述轮廓数量大于预设数量,对于排序后的所有轮廓,计算前三个轮廓的质心点以及剩余轮廓的质心点,从剩余轮廓的质心点中选取与第三个轮廓质心点的列坐标距离最小的轮廓质心点,与前三个轮廓的质心点一起计算包围植株目标的矩形区域的顶点坐标,基于所述矩形区域的顶点坐标提取图像的外参感兴趣区域; 对提取出的外参感兴趣区域进行角点检测的过程包括: 对提取出的外参感兴趣区域进行角点检测,获得角点的像素坐标; 将沿棋盘格长度方向上的角点分为一组,分组的数量与沿棋盘格高度方向上的角点数量一致; 按照各组中第一个角点纵坐标从小到大的顺序对分成的组进行排序; 所述角点检测顺序为:以左上角角点为起始角点,按照依次从左至右,从上向下的顺序; 基于相邻图像外参感兴趣区域的质心点坐标变化,获取各平面的出现次数的过程包括: 预设旋转方向; 获取每幅图像外参感兴趣区域的质心点; 当质心点沿顺时针旋转,通过比较图像质心点列坐标的变化,识别出属于同一平面的图像序列,并在质心点列坐标开始增大时输出该序列的图像数量,然后继续处理下一组图像,直至所有图像处理完毕; 当质心点沿逆时针旋转,通过比较图像质心点列坐标的变化,识别出属于同一平面的图像序列,并在质心点列坐标开始减小时输出该序列的图像数量,然后继续处理下一组图像,直至所有图像处理完毕。
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