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龙图腾网获悉长江大学申请的专利基于分形规则重建树状根植物纤维根三维矢量构型方法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：CN120526087B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-30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：202510418369.2，技术领域涉及：G06T17/30；该发明授权基于分形规则重建树状根植物纤维根三维矢量构型方法是由徐振平;胡刚豪;曹科;蔡哲;李博;潘余鸿设计研发完成，并于2025-04-03向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于分形规则重建树状根植物纤维根三维矢量构型方法在说明书摘要公布了：基于分形规则重建树状根植物纤维根三维矢量构型方法，针对待重建植物，进行植物根系的生长数据采集，获取该种植物根系的原始图像数据集；构建机器标注模型对原始图像数据集内的图像进行机器标注，参考机器标注的图像对原始图像数据集进行人工精确标注；将标注完成的图像集中的每张图像进行骨架提取，得到骨架特征数据集；针对骨架特征数据集进行相关性分析，基于分析结果进行函数拟合得到分型规则函数模型；获取同种类的待重建植物根系的主视图和侧视图对其进行三维数据点标注，调用分型规则函数模型对根系三维模型的侧根与纤维根进行分型，得到三维矢量构型。本设计能够有效构建植根分形规则，准确率高。

本发明授权基于分形规则重建树状根植物纤维根三维矢量构型方法在权利要求书中公布了：1.一种基于分形规则重建树状根植物纤维根三维矢量构型方法，其特征在于，包括如下步骤： S1针对某一种类树状根的待重建植物，进行植物根系的生长数据采集，获取该种植物根系的原始图像数据集； S2主侧根标注，构建机器标注模型对原始图像数据集内的图像进行机器标注，参考机器标注的图像对原始图像数据集进行人工精确标注，得到标注图像集； 将原始图像数据集输入到机器标注模型中对每张根系图像逐一进行主侧根标注，机器标注模型的主侧根标注方法如下： 首先对根系图像进行中值滤波，然后对中值滤波后的图像的主-侧根部分进行膨胀处理，对膨胀处理后的图像进行全阈值分割，得到机器标注的图像； S3将标注完成的图像集中的每张图像进行骨架提取，将每张图像的骨架数据导入到表格中进行数据清洗和整理，得到骨架特征数据集； S4针对骨架特征数据集进行相关性分析，基于分析结果进行函数拟合得到分形规则函数模型； 针对骨架特征数据集； 将不同种数据两两组合成数据对，采用多种不同的相关性分析法进行数据对的相关性分析，筛选相关性分析结果大于0.5的数据对，排除对计算分形规则无用的数据对，对剩余的数据对采用多种数学函数分别进行数据拟合，选取拟合度最高的数学函数作为数据对的拟合公式； 针对未进行拟合的分形规则相关数据对分别进行高斯核拟合构建高斯核函数； 对不同侧根生成纤维根的迭代公式： ； 其中P表示数据点，P0是侧根上的纤维根初始的生长点，是生长偏转角，是生长俯仰角，Pn是第n次迭代时纤维根的生长状态，Pn+1是第n+1次迭代时纤维根的生长状态,是每次迭代生长步长； 基于得到的拟合公式和高斯核函数和纤维根的迭代公式构建分形规则函数模型； S5获取同种类的待重建植物根系的主视图和侧视图对其进行三维数据点标注，然后利用三维三阶连续贝塞尔曲线模拟植物的根系三维模型，调用分形规则函数模型对根系三维模型的侧根与纤维根进行分形，从而得到待重建根的三维矢量构型； 获取同种类的待重建植物根系的主视图和侧视图，对主视图和侧视图进行主根、侧根的三维数据点标注，然后利用三维三阶连续贝塞尔曲线对标注的数据点进行连接，并设置贝塞尔曲线对应主根、侧根的粗细比例，得到待重建植物的主侧根的三维模型；将三维模型数据导入到分形规则函数模型中，构建其纤维根模型； 利用三维三阶连续贝塞尔曲线对标注的数据点进行连接步骤如下： S51对标注的主根、侧根的三维数据点，拆分为每条根的数据点列表，分别计算控制点： 每条根的数据点列表为，P0、PN分别为首、尾数据点； 计算前、后相邻点间的距离lnq，lnh，从二维列表中依次取出三个相邻点,设为Pn-1,Pn,Pn+1；用Pn-1，i，Pn，i，Pn+1，i分别表示Pn-1,Pn,Pn+1的第i维坐标，i=0,1,2对应三维坐标系横、纵、竖直的三个维度，则有： ；； 利用lnq，lnh计算比例系数knq和knh： ；； 利用比例系数knq和knh，计算Pn的辅助点Pn1,Pn2,Pn3： ，，； 当0nN时，计算Pn的前位控制点：； 当0nN时，计算Pn的后位控制点：； 当n=0时，计算P0的后位控制点：； 当n=N时，计算PN的后位控制点：； 将计算的所有控制点按照顺序插入数据点列表，得到控制点列表： ； S52对每一条根的控制点列表，以四个控制点为一小组进行分组，上一个小组的末尾点作为下一个小组的起始点： ； 分别对每小组进行贝塞尔曲线插值，贝塞尔曲线基函数为： ； 每小组有四个控制点可表示为，小组内的控制点表示为Pm，m=0、1、2、3；C表示组合数，t表示从0到1之间均匀分布M个t值，M即为小组控制点对应生成的插值点个数。

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