三维成像系统的开发开题报告

全文总字数：1041字

1. 研究目的与意义

影响农田生态系统物能流的重要因素之一是作物群体的结构。它很大程度地影响了农田光能分布、农田蒸散及 CO2 传输等。对于不受水肥等条件限制的高产农田,合理的作物群体结构常是高产的关键因子。受遗传、环境和随机因素的影响,作物群体的形态结构具有很大的时空变异性。由于数据采集手段和研究方法的限制,该方面研究一直较为缺乏。若能使用适当的数学方法描述其形态结构,将为该方面的研究带来很大方便。另外,随着计算机硬软件的飞速发展,数年前 诞生的可视化技术已得到迅速发展并在军事、医学等领域开始广泛应用,且势必成为农林生态系统研究的重要手段。本次毕业设计的目的是为杨树的病虫害检测提供三维空间信息。

2. 国内外研究现状分析

三维成像技术目前已经普遍应用于各个领域，例如：建筑、医学、计算机、林业、农业和地质测量。本课题专注于对树形物体的三维模型的重建。通过对相关文献的阅读和研究，目前国内外已经有较成熟的树木及叶片形状的数学描述和三维重建方法。

国内发面，郭焱，李保国的研究表明应用一般二次方程可以描述叶曲线和叶形的数学方法，方程系数由最小二乘回归方法确定。刘彦宏，王洪斌，杜威等人提出，首先基于二维骨架点的对应来重建三维骨架，再利用二维骨架点的宽度信息生成树木枝干的表面网格。以枝干为重建单位，使得枝干之间的重建相互独立。这样，可以重建那些拓扑清晰的分枝，而对于干扰严重的那些分枝，通过增加不同角度的图像进行重建树形物体。

国外的话，morrison i k,armson k a在the rhizometer-adevice for measuring roots of tree文章中阐述了利用电流计数值变换测量植物根细表面积的理论。woebbecke d m，meyer g e，bargen k v等人则设计了一个系统，通过检测叶片的形状差异，在不使用人工干预的情况下，确定杂草种群和识别植物种群。这些理论和方法使得对特定树种的生长环境的确定和监测有着非常重要的帮助。

3. 研究的基本内容与计划

1.第1-3周：掌握python或者matlab语言，为杨树的三维重构做准备。

2.第4周：尝试单目重构和双目重构的方法。

3.第5-6周：在简单图像上做三维重构的实验。

4. 研究创新点

通过扫描图片，分析杨树的生长特征，获取特征点，构建杨树的三维模型。