通过立体成像和多视点云对齐,精确的植物3D重建和表型特征提取
Zhencan Wang1, Huichun Zhang1,2, Liming Bian3
1College of Mechanical and Electronic Engineering, Nanjing Forestry University, Nanjing, Jiangsu, China.
Frontiers in plant science
|October 16, 2025
概括
本研究介绍了使用SfM和MVS的双相3D植物重建工作流程,用于准确的植物表型,克服扭曲和自我封闭的挑战.
科学领域:
- * 植物科学 植物科学
- * 计算机视觉 计算机视觉
- * * 农业技术 农业技术
背景情况:
- *准确的3D重建对于植物表型定型至关重要.
- * 双眼相机在单拍模式下直接生成点云往往会导致扭曲.
- * 植物结构中的自我封闭阻碍了完全的3D数据采集.
研究的目的:
- * 开发和验证一个集成的,两相的工作流程,以准确的3D工厂重建.
- * 解决植物3D建模中扭曲和自我封闭的挑战.
- *为定量3D植物表型提供可靠的工具.
主要方法:
- * 实施了两阶段的工作流程,绕过了摄像机集成的深度估计.
- *第一阶段:在高分辨率图像上利用运动结构 (SfM) 和多视图立体声 (MVS) 来实现无扭曲点云.
- *第2阶段:采用基于标记器的自我注册 (SR) 和代的最近点 (ICP) 来从多个角度对齐点云,以克服自我封闭.
主要成果:
- * 在Ilex verticillata和Ilex salicina上成功验证了工作流.
- * 3D重建的高精度和可靠性得到证明.
- *提取的表型参数与手工测量有很强的相关性 (R2>0.92为高度/宽,0.72-0.89为叶子参数).
结论:
- * 拟议的两相工作流提供了一个准确可靠的解决方案,用于3D工厂重建.
- *该方法有效地克服了诸如扭曲和自我封闭等常见挑战.
- * 这个经过验证的工作流作为定量3D植物表型化的一个可访问的工具.
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