【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及板栗种质模型建模，更具体的说是涉及一种板栗种质3d模型的建立方法及系统。
技术介绍
1、目前，对板栗种质资源的记录、描述仍然以文字为主，或文字+图片的方式，缺少立体直观的描述方式。其中，文字记载较为僵硬刻板，难以展现板栗重要器官的真正形态。图片记载较为直观，但仅为二维图片，难以展现种质全貌。
2、近年来，随着激光扫描技术和计算机技术的不断发展，随着计算机图形三维实景点云模型在许多领域得到了广泛应用。
3、因此，如何基于3d模型更直观地还原和展示板栗种质的原貌是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种板栗种质3d模型的建立方法及系统，以解决
技术介绍
中存在的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一方面，提供一种板栗种质3d模型的建立方法，包括：
4、利用3d扫描仪从多个不同的角度进行多次扫描，得到对于同一个板栗种质的多幅点云数据；
5、对采集的多幅点云数据进行预处理，包括去除离散点和将噪声点恢复到正确的位置上；
6、对预处理后的多幅点云数据进行微元化，提取板栗种质的顶部点云模型及侧面点云模型，所述侧面点云模型是指除去顶部点云模型之外的剩余点云；
7、基于微分映射分别对顶部点云模型及侧面点云模型中的微元进行单层化映射操作，将多层的点云单层化；
8、对处理之后的顶部点云模型及侧面的点云模型进行融合去重、网
9、可选的，所述预处理包括：
10、首先进行局部划分，将每幅点云数据分成多个局部patch，每个局部patch以一个中心点为中心，包含距离中心r范围内的所有点；
11、其次，将每个局部patch输入到四元空间转移网络，学习到四维向量，通过这个四维向量，将原始点云迁移到一个新的位姿状态，然后通过一个全连接层改变位姿状态的维度，使用多层感知机网络提取逐个点云的特征，并对每个点云的特征向量做逆变换，还原到原本的位姿；在获得处理完的逐点特征向量后，对一个patch中的每个点的特征向量进行融合得到一个局部patch的特征向量；
12、最后对融合的特征向量使用若干全连接层进行回归处理，获得最终结果。
13、可选的，所述提取包括：提取每条点云数据的中的最高位置点，提取最高位置点高于位置阈值的局部patch，即构成板栗种质的顶部点云模型。
14、可选的，所述微分映射具体包括：
15、查找与当前微元相邻的8个微元，
16、提取8个微元的最高位置点，基于最高位置点拟合出一个平面；
17、将当前微元中的所有点云都映射到拟合的平面上。
18、可选的，还包括基于阈值微分修复方法分别对顶部点云模型及侧面点云模型中的微元进行孔洞修复，具体为：
19、检测微元内是否存在孔洞，检测微元内的点云数目，若点云数目低于数目阈值，则认定微元内存在孔洞；
20、在存在孔洞的微元中均匀插入点云，直至所述微元内的点云数目达到数据阈值。
21、可选的，所述得到板栗种质的三维模型的具体过程为：
22、将处理之后的顶部点云模型及侧面的点云模型进行融合去重，组成融合后的板栗种质三维点云模型；
23、对所述融合后的板栗种质三维点云模型进行泊松重建，生成板栗种质网格模型；
24、对所述板栗种质网格模型进行网格光顺；
25、对光顺后的所述板栗种质网格模型进行纹理增强，得到优化后的板栗种质的三维模型。
26、可选的，所述预处理还包括：
27、对同一个板栗种质的多幅点云数据进行法线计算：根据点云生成k-d树，建立所述点云的拓扑关系；查找任一点云的邻域，对所述点云的邻域点做主成分分析降维到二维平面，设置所述二维平面的法线为所述点云的法线，再根据3d扫描仪的位置对所述点云的法线进行定向，完成法线计算；
28、遍历计算点云数据与邻域内各点的距离取均值，判断所述均值是否超过预先设置的阈值，若超过则判定所述点云为噪点进行去除。
29、另一方面，提供一种板栗种质3d模型的建立系统，包括：
30、点云数据采集模块，利用3d扫描仪从多个不同的角度进行多次扫描，得到对于同一个板栗种质的多幅点云数据；
31、数据预处理模块，对采集的多幅点云数据进行预处理，包括去除离散点和将噪声点恢复到正确的位置上；
32、模型提取模块，对预处理后的多幅点云数据进行微元化，提取板栗种质的顶部点云模型及侧面点云模型，侧面点云模型是指除去顶部点云模型之外的剩余点云；
33、模型处理模块，基于微分映射分别对顶部点云模型及侧面点云模型中的微元进行单层化映射操作，将多层的点云单层化；
34、模型输出模块，对处理之后的顶部点云模型及侧面的点云模型进行融合去重、网格化以及网格光顺，并进行纹理增强得到板栗种质的三维模型。
35、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了提供一种板栗种质3d模型的建立方法及系统，利用3d扫描仪从多个不同的角度进行多次扫描，得到对于同一个板栗种质的多幅点云数据；对采集的多幅点云数据进行预处理，包括去除离散点和将噪声点恢复到正确的位置上；对预处理后的多幅点云数据进行微元化，提取板栗种质的顶部点云模型及侧面点云模型，所述侧面点云模型是指除去顶部点云模型之外的剩余点云；基于微分映射分别对顶部点云模型及侧面点云模型中的微元进行单层化映射操作，将多层的点云单层化；对处理之后的顶部点云模型及侧面的点云模型进行融合去重、网格化以及网格光顺，并进行纹理增强得到板栗种质的三维模型。本专利技术通过多角度扫描、细致的数据处理和逐步优化的步骤，能够准确捕捉板栗种质的形态、结构和细节，最终生成高质量、真实感强的三维模型。还提供了全面的数据基础，为后续研究和应用提供了可靠支持。
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1.一种板栗种质3D模型的建立方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种板栗种质3D模型的建立方法，其特征在于，所述预处理包括：
3.根据权利要求2所述的一种板栗种质3D模型的建立方法，其特征在于，所述提取包括：提取每条点云数据的中的最高位置点，提取最高位置点高于位置阈值的局部patch，即构成板栗种质的顶部点云模型。
4.根据权利要求1所述的一种板栗种质3D模型的建立方法，其特征在于，所述微分映射具体包括：
5.根据权利要求1所述的一种板栗种质3D模型的建立方法，其特征在于，还包括基于阈值微分修复方法分别对顶部点云模型及侧面点云模型中的微元进行孔洞修复，具体为：
6.根据权利要求1所述的一种板栗种质3D模型的建立方法，其特征在于，所述得到板栗种质的三维模型的具体过程为：
7.根据权利要求1所述的一种板栗种质3D模型的建立方法，其特征在于，所述预处理还包括：
8.一种板栗种质3D模型的建立系统，其特征在于，应用权利要求1-7任一所述的一种板栗种质3D模型的建立方法，包括：
【技术特征摘要】
1.一种板栗种质3d模型的建立方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种板栗种质3d模型的建立方法，其特征在于，所述预处理包括：
3.根据权利要求2所述的一种板栗种质3d模型的建立方法，其特征在于，所述提取包括：提取每条点云数据的中的最高位置点，提取最高位置点高于位置阈值的局部patch，即构成板栗种质的顶部点云模型。
4.根据权利要求1所述的一种板栗种质3d模型的建立方法，其特征在于，所述微分映射具体包括：
5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：田寿乐，沈广宁，孙晓莉，王海荣，王金平，
申请(专利权)人：山东省果树研究所，
类型：发明
国别省市：
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