基于点云的植物花瓣分割方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116012563A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202211735243.0(22)申请日2022.12.31(71)申请人南昌职业大学地址330007江西省南昌市安义凤凰开发区南昌职业大学信息技术学院(72)发明人陆玲王志畅(74)专利代理机构西安研创天下知识产权代理事务所(普通合伙)61239专利代理师彭娜娜(51)Int.Cl.G06T19/20(2011.01)G06T7/10(2017.01)权利要求书2页说明书6页附图7页(54)发明名称基于点云的植物花瓣分割方法(57)摘要本发明公开了一种基于点云的植物花瓣分割方法，属于农林业技术领域，针对多瓣扁型植物花朵，先提取植物花朵的三维点云数据；根据植物花朵的三维点云数据，计算点云中点的坐标，确定花朵主轴的近似经纬度，并将花朵点云的主轴旋转至与Y轴重合；然后根据花朵主轴方向，将花朵点云的直角坐标变换成圆柱坐标；根据变换后的花朵点云坐标，对花朵底部进行分割，确定花瓣的位置，最后对花瓣的边界进行分割，得到分割后的花瓣。该方法能够快速分割出花朵中的花瓣，无需大量点云数据，且分割精度高。CN116012563ACN116012563A权利要求书1/2页1.基于点云的植物花瓣分割方法，其特征在于，包括以下步骤，S1：提取植物花朵的三维点云数据；S2：根据植物花朵的三维点云数据，计算点云中点的坐标；S3：确定花朵主轴的近似经纬度，将花朵点云的主轴旋转至与Y轴重合；S4：根据花朵主轴方向，将花朵点云的直角坐标变换为圆柱坐标；S5：根据变换后的花朵点云坐标，对花朵底部进行分割，确定花瓣的位置；S6：对花瓣的边界进行分割，得到分割后的花瓣。2.根据权利要求1所述的基于点云的植物花瓣分割方法，其特征在于：步骤S1中所述的三维点云数据为txt文件格式，且三维点云数据包括点云的XYZ坐标值。3.根据权利要求2所述的基于点云的植物花瓣分割方法，其特征在于，步骤S2的具体操作包括以下步骤，S201：计算所有点云坐标的平均值，作为点云的中点坐标；S202：对植物花朵所有的点云数据进行平移变换，将中点坐标移动至坐标原点。4.根据权利要求3所述的基于点云的植物花瓣分割方法，其特征在于，步骤S3的具体操作包括以下步骤，S301：将初始花朵点云绕着Y轴旋转，旋转过程中花朵的最大宽度位置对应的旋转角度为花朵主轴的近似纬度ry；S302：将初始花朵点云绕Y轴旋转角度ry后，再将花朵点云绕X轴旋转，旋转过程中花朵点云的主轴方向平行Y轴的位置对应的旋转角度即为花朵主轴的近似经度rx；S303：根据步骤S301和步骤S302中确定的花朵主轴的近似纬度和经度，将花朵点云的主轴旋转至与Y轴重合。5.根据权利要求4所述的基于点云的植物花瓣分割方法，其特征在于，步骤S4的具体操作包括以下步骤，S401：将花朵底部中心平移到坐标原点；S402：将花朵点云的直角坐标转化为圆柱坐标；直角坐标转化为圆柱坐标的具体方法为h＝y式中，为圆柱坐标，(x，y，z)为直角坐标；2CN116012563A权利要求书2/2页S403：采用邻接表存储同一高度和角度对应多个不同径向半径r的点。6.根据权利要求5所述的基于点云的植物花瓣分割方法，其特征在于，步骤S5的具体操作包括以下步骤，S501：分析花朵底部俯视投影图的特点，计算不同高度花朵点云的圆形度；S502：分割花朵底部点云；根据不同高度点云的圆形度，判别花朵底部截止的高度，即为出现花瓣的位置，在花朵底部，圆形度接近1；当出现花瓣，圆形度变小。7.根据权利要求6所述的基于点云的植物花瓣分割方法，其特征在于，步骤S501中花朵点云的圆形度计算方法为：步骤1：将任一高度的点云与之前所有高度的点云合并在一起，采用区域生长法提取花朵底部点云，提取区域的范围r，通过像素计数计算花朵区域的面积A；步骤2：使用面积法计算花朵区域的周长P；步骤3：根据步骤1和步骤2中得到的区域面积A和区域周长P，计算圆形度C，8.根据权利要求6所述的基于点云的植物花瓣分割方法，其特征在于，步骤S6的具体操作步骤包括：根据圆柱坐标的特点，提取所有点云的半径信息，所有相同半径的点云，花瓣的分界处为空穴，根据此特点可以得出不同半径的花瓣边界，最后分割出花瓣。3CN116012563A说明书1/6页基于点云的植物花瓣分割方法技术领域[0001]本发明涉及农林业技术领域，尤其涉及基于点云的植物花瓣分割方法。背景技术[0002]观赏植物深受大众喜爱，其具有愉悦身心、净化空气等益处。研究表明，人们对观赏植物的花朵有着更高的兴趣。五彩缤纷的花朵有别于叶片，对于观花植物而言，花朵是其关键部位。不同种类的花朵花瓣形状大小也都是不同的，因此，花朵图像分割结果的准