国家科技支撑计划(2012BAD35B01)
- 作品数：28 被引量：214H指数：10
- 相关作者：郭新宇温维亮陆声链肖伯祥杜建军更多>>
- 相关机构：国家农业信息化工程技术研究中心北京农业信息技术研究中心同济大学更多>>
- 发文基金：国家科技支撑计划国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术农业科学理学更多>>
- 植物三维形态虚拟仿真技术体系研究被引量：17
- 2012年
- 植物形态结构及生命属性的数字化、可视化表达是现代农业的重要研究内容,开展数字植物研究具有重要理论意义和应用价值.提出数字植物三维形态虚拟仿真技术体系框架,按照数据-知识-模型的逻辑关系,从三维数据获取、几何建模、场景显示和交互应用4个层次论述和总结了数字植物三维形态虚拟仿真关键技术,系统介绍了相关技术的理论基础和应用前景.重点阐述了数字植物三维形态虚拟仿真所面临的关键问题及可行的解决方案,以期为数字植物研究的进一步发展提供参考.
- 肖伯祥郭新宇陆声链温维亮郭小东
- 关键词：植物
- 植物叶片萎蔫过程的物理表示方法被引量：4
- 2014年
- 为定量化描述植物叶片萎蔫的动态过程,提出一种基于物理模型的描述方法。首先基于植物叶片的三维模型构造体素结构用以抽象植物的细胞结构,在此基础上利用质点弹簧模型表示细胞之间的受力关系,然后根据欧拉-拉格朗日方程描述细胞的运动过程,最后采用隐式纽马克积分法对方程求解进而得到细胞的三维位置变化。以萎蔫状态下叶尖在几何空间的变化轨迹作为参考属性进行数据验证,模拟的叶尖运动方向与实测值相差19°,实测的叶尖三维空间位置与模拟结果的距离差值在0.68 cm至3.0 cm之间,数据表明所提算法得到的叶尖变化轨迹与真实叶尖变化轨迹接近;其次,从视觉角度评价,也可逼真地模拟萎蔫状态下叶片三维形态的变化过程。
- 苗腾郭新宇温维亮陆声链
- 关键词：植物叶片计算机模拟物理建模
- Kinect体感控制性能优化方法被引量：3
- 2014年
- 为提高基于Kinect体感应用程序控制识别的稳定性、准确性与鲁棒性,针对手臂光标延迟与身体控制场景内容稳定性的问题,提出在Unity3D平台下的体感控制性能优化方法。基于数据转化思想,通过放宽手臂光标触发成功条件,将单点稳定触发转化为范围稳定触发,实现手臂光标延迟性能优化;通过将身体位置控制场景内容转化为模拟键盘方向键输入的方法,实现身体控制场景内容稳定性优化。实验结果表明,该方法能够有效提高体感应用程序的相关性能。
- 方志力温维亮郭新宇吴升赵春江
- 关键词：KINECTUNITY3D数据转化
- 三维植物叶片萎蔫变化实时模拟被引量：11
- 2013年
- 为了真实模拟在缺水、高温等条件下植物叶片的萎蔫变形过程,结合植物叶片生理特征和物理特征,采用改进的单层质点-弹簧结构实时模拟了植物叶片萎蔫变形,较好地实现多种具有不同叶脉结构的植物叶片在三维空间中的动态萎蔫变形过程.首先从真实植物叶片的数字图像中提取叶片的边缘轮廓和叶脉,并在此基础上建立叶片的曲面网格模型;然后通过叶片曲面网格建立叶片的质点-弹簧变形模型,考虑到叶肉和叶脉结构在植物叶片萎蔫变形中具有不同的作用,将质点-弹簧模型中的质点分为叶脉质点、叶缘特征点和普通质点3类,同时设置不同的受力约束使不同类型的质点具有不同的运动方式;最后对叶脉位置上的弹簧和其他弹簧设置不同的收缩强度,以突出叶脉对叶片形变的主导作用.实验结果表明,该方法能够较好地模拟不同形态结构的植物叶片的萎蔫变形过程,满足实时交互的需要.
- 唐勇曹园园陆声链郭新宇
- 关键词：DELAUNAY三角化物理模拟质点-弹簧模型
- 基于相对叶绿素含量的黄瓜叶色仿真被引量：4
- 2014年
- 提出了一种基于相对叶绿素含量的植物叶片颜色仿真方法，通过连续对正常生长状态下的黄瓜叶片图像采集及相对叶绿素含量SPAD值测定，建立了黄瓜叶片颜色分量与SPAD值的数学关系模型，并采用均方根误差（RMSE）对模型进行验证，结果显示叶片的3个颜色分量R、G、B的实测值与模拟值之间的RMSE为13．43％、8．47％、7．42％，模拟效果较好。通过结合叶片色素浓度分布图对叶色空间分布进行仿真，并采用高级着色器语言实现了黄瓜叶片表观颜色变化过程的可视化模拟，获得了较好的真实感效果。
- 陆声链汪丽萍何火娇郭新宇
- 关键词：黄瓜叶片真实感绘制
- 基于语义驱动的日光温室图纸三维建模方法被引量：2
- 2013年
- 为了从日光温室施工图纸中重建出温室结构三维模型,提出基于语义映射的施工图纸三维重建方法。首先解析和分类日光温室施工图纸DXF文件,从中识别和理解主要特征构件,建立日光温室构件语义模型并生成分层控制参数,进而基于参数化驱动日光温室三维建模,最后对日光温室三维模型进行真实感渲染。该方法整合CAD制图与三维建模技术,有利于提高日光温室施工图纸的读图效率,建立的三维温室模型具有保真性、交互性和真实感等特性,可用于工程量和造价计算、温室结构优化以及虚拟展示。
- 杜建军郭新宇陆声链温维亮肖伯祥
- 关键词：日光温室计算机辅助设计三维建模语义映射
- 基于叶绿素相对值的植物叶片颜色模拟方法被引量：14
- 2014年
- 提出了一种基于叶绿素相对值(SPAD)的植物叶色模拟方法。首先利用自制的叶色数据采集装置,在外部环境恒定的条件下采集叶色数据,跟踪监测叶片不同生理时期的叶色变化。再基于数据对叶色进行分析,构建SPAD值与特定光环境下叶片颜色值的关系函数,并利用该函数推导出叶片的漫反射计算公式;最后采用基于SPAD纹理的方法对叶片表面的颜色差异以及随着时间发生的老化现象进行模拟。结果显示在确定的恒定外部环境下,SPAD值与叶片漫反射红绿蓝三通道关系函数呈指数关系,决定系数分别为0.972、0.968、0.509,表明SPAD与叶片漫反射颜色之间存在相关性,因此可利用SPAD作为驱动因子进行叶色仿真。同时,从视觉角度加以分析,基于SPAD的叶色模拟结果与真实图像对比,叶色的变化趋势一致,结果较真实。
- 苗腾赵春江郭新宇陆声链温维亮
- 关键词：植物叶片SPAD值
- 基于最优邻域的区域填充算法
- 2013年
- 为了提高对感兴趣区域识别和填充的效率,提出一种基于最优邻域的区域填充算法。该算法结合优化的邻域判断次序来确定当前扫描位置的临时标记值,提高算法的扫描效率;并利用一维动态数组保存临时标记与最终标记的等价关系,通过集合来记录临时标记之间的等价关系,最后采用集合运算为表示同一连通域的所有临时标记分配最终标记。实验结果表明,该算法可快速填充图像上复杂形状的连通区域,具有较好的鲁棒性。
- 杜建军郭新宇陆声链温维亮
- 关键词：等价关系
- 基于力矩主轴和互信息的黄瓜茎切片图像配准被引量：1
- 2013年
- 基于组织序列切片图像的三维可视化是综合利用连续二维切片图像信息,在三维空间中展示植物组织内部结构形态特征和概貌。受制片和图像采集等影响,相邻序列切片图像之间存在的位置畸变严重影响可视化的质量和效果。本文首先介绍序列黄瓜茎石蜡切片制作以及显微图像获取过程,然后针对相邻切片图像上黄瓜茎的轮廓和灰度特征,提出基于力矩主轴和互信息的连续切片图像配准方法。该方法有效纠正了切片图像间存在的位置畸变,使得序列切片图像中目标形状达到空间位置一致性。实验结果表明方法的有效性。
- 王炎玲杜建军郭新宇
- 关键词：图像配准互信息
- 基于计算机视觉的玉米果穗三维重建方法被引量：30
- 2014年
- 提出了一种快速、准确、自动化的基于计算机视觉的玉米果穗三维重建方法。以一定角度间隔旋转果穗获取各视角下的图像,通过双目立体视觉技术重建各视角下的玉米果穗表面点云,计算重投影误差去除点云中的外点,寻找两相邻图像的对应匹配点,并由匹配点确定果穗表面点云中三维配准点的集合,计算两相邻视角下配准点的旋转矩阵与平移向量,采用RANSAC方法检验配准模型的一致性。依次对各视角下的点云配准拼接获得整个果穗表面点云,进行冗余点去除、网格简化、纹理贴图等后处理,获得最终果穗三维造型。实验结果表明:重建模型的体积与实测值不存在显著性差异,所述方法能够满足玉米果穗三维重建的需求。
- 王传宇郭新宇吴升肖伯祥杜建军
- 关键词：玉米果穗三维重建双目立体视觉SIFTRANSAC
