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申请/专利权人：北京市农林科学院信息技术研究中心

摘要：本发明提供一种植物三维表型解析方法及装置，该方法包括：对目标植物的点云数据进行点云分割，分割得到包括茎秆和叶片的植株点云；对植株点云提取器官点云骨架，得到目标植物包括每个叶片骨架的骨架模型；根据骨架模型每个叶片的骨架信息，在叶片网格模板库中分别选出相似度最高的叶片网格模板；根据每个叶片的骨架和对应的叶片网格模板，对目标植物进行三维重建，生成目标植物的网格模型；基于网格模型计算目标植物的表型参数。该方法由于涵盖了多个网格模板，从而根据骨架信息便可还原叶片的表型信息，可避免叶片褶皱导致的还原精度低进一步引起叶面积计算误差大，以及点云缺失导致叶长、叶面积等表型参数解析误差大等问题，具有较强的适用性。

主权项：1.一种植物三维表型解析方法，其特征在于，包括：对目标植物的点云数据进行点云分割，分割得到包括茎秆和叶片的植株点云；对所述植株点云提取器官点云骨架，得到目标植物包括每个叶片骨架的骨架模型；其中所述叶片骨架为叶脉；根据所述骨架模型每个叶片的骨架信息，在叶片网格模板库中分别选出相似度最高的叶片网格模板；根据每个叶片的骨架和对应的叶片网格模板，对目标植物进行三维重建，生成目标植物的网格模型；根据目标植物网格模型，计算植株的表型参数；所述表型参数包括：株高、叶长、叶宽、叶面积、叶倾角或方位角；所述根据每个叶片的骨架和对应的叶片网格模板，对目标植物进行三维重建，包括：以每个叶片的骨架为基准，对相应的叶片网格模板进行变形，使得预设的能量函数值最小，得到重建后每个叶片的叶片网格模型；其中，所述能量函数表示所有对应边变形前后长度之差的加权平方和；ARAP方法具体能量函数如下： 其中，Ni为顶点i的一环邻域集合，p和p’分别为变形前后模型上顶点的坐标，R为旋转矩阵，ωij为cotangent权重；叶片网格模板库中每个叶片网格模板与叶脉垂直的每一行包含的点数相同，每行中间的点为叶片网格的叶脉点,每行两端的点为叶边缘点，与叶脉平行的两端为叶生长点和叶尖点；所述根据目标植物网格模型，计算植株的表型参数，包括：根据目标植物网格模型，计算当前叶片每排点的累加距离作为当前位置的叶宽，选择所有位置的最大叶宽作为当前叶片的叶宽；其中，所述叶片网格模板库中包括预先处理得到的多个品种不同叶片对应的叶片网格模板；所述叶片网格模板库中的每个叶片网格模板均含有叶脉和叶缘语义信息。

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