(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211232066.4 (22)申请日 2022.10.10 (71)申请人 深圳大学 地址 518060 广东省深圳市南 山区南海大 道3688号 (72)发明人 王伟玺　汤圣君　黄鸿盛　谢林甫　 李晓明　郭仁忠　 (74)专利代理 机构 深圳市君胜知识产权代理事 务所(普通 合伙) 44268 专利代理师 王永文 (51)Int.Cl. G06T 17/20(2006.01) G06T 17/00(2006.01) G06T 19/20(2011.01) G06V 10/80(2022.01) (54)发明名称 一种倾斜摄影和激光数据融合的树木三维 重建方法及装置 (57)摘要 本发明公开了一种倾斜摄影和激光数据融 合的树木三维重建方法及装置， 其中包括获取单 株树木的树干模 型， 通过倾斜摄影技术对树干模 型进行精细化三维重建， 得到倾斜树干模型； 获 取单株树木的激光点云数据， 基于图论方法建 模， 并且以广义圆柱体模型拟合树枝的方式重建 单株树木三角网格模型； 将倾斜树干模型与单株 树木三角网格模 型拼接融合形成树木三维模型； 获取单株树木的真实纹理素材， 将真实纹理素材 贴附到树木三维模型上， 得到高逼真树木三维模 型。 将倾斜摄影技术的三维建模与激光点云数据 的树木建模相融合， 既提高树木模 型的几何精度 维持树木模 型的真实感， 又能高效实现大场景的 树木重建。 解决了传统树木模型真实感不高， 重 建数据量大的问题。 权利要求书2页 说明书10页 附图7页 CN 115311434 A 2022.11.08 CN 115311434 A 1.一种倾 斜摄影和激光数据融合的树木三维重建方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取单株树木的树干模型， 通过倾斜摄影技术对所述树干模型进行精细化三维重建， 得到倾斜树干模型； 获取所述单株树木的激光点云数据， 基于 图论方法建模， 并且以广义圆柱体模型拟合 树枝的方式重建单株树木三角网格模型； 将所述倾斜树干模型与所述单株树木三角网格模型拼接融合形成树木三维模型； 获取所述单株树木的真实纹理素材， 将所述真实纹理素材贴附到所述树木三维模型 上， 得到高逼真树木三维模型。 2.根据权利要求1所述的倾斜摄影和激光数据融合的树木三维重建方法， 其特征在于， 所述获取单株树木的树干模型， 通过倾斜摄影技术对所述树干模型进行精细化三维重建， 得到倾斜树干模型， 具体包括： 获取所述单株树木的影 像视频， 基于所述影 像视频获得树干局部影 像； 根据所述 树干局部影 像得到所述 树干模型； 通过倾斜摄影技术对所述树干模型进行精细化三维重建， 得到基于泊松构网算法的精 细几何模型； 对所述精细几何模型进行预处理， 得到所述单株树木的所述倾斜树干模型， 所述预处 理包括对所述精细几何模型的非树木 部分进行三角网格剔除和面片 简化。 3.根据权利要求1所述的倾斜摄影和激光数据融合的树木三维重建方法， 其特征在于， 所述获取所述单株树木的激光点云数据， 基于图论方法建模， 并且以广义圆柱体模型拟合 树枝的方式重建单株树木三角网格模型， 具体包括： 对所述单株树木进行背包式或站点式激光扫描， 获取所述单株树木的所述激光点云数 据； 根据所述激光 点云数据提取初始骨架； 通过最短路径贪心算法将所述初始骨架连接形成整体骨架； 对所述整体骨架进行简化和平 滑， 得到较平 滑的骨架模型； 基于分割和识别的树木点云， 通过广义圆柱体在所述骨架模型上自动拟合树木枝干， 得到单株树木三角网格模型。 4.根据权利要求3所述的倾斜摄影和激光数据融合的树木三维重建方法， 其特征在于， 所述根据所述激光 点云数据提取初始骨架， 具体包括： 基于构造最小生成树 提取所述单株树木的所述初始骨架。 5.根据权利要求3所述的倾斜摄影和激光数据融合的树木三维重建方法， 其特征在于， 所述根据所述激光 点云数据提取初始骨架之后， 还 包括： 在欧几里 得空间中对德劳内三角剖分后的边附加权 重值。 6.根据权利要求1所述的倾斜摄影和激光数据融合的树木三维重建方法， 其特征在于， 所述将所述倾斜树干模型与所述单株树木三角网格模型拼接融合形成树木三 维模型， 具体 包括： 将所述倾斜树干模型与所述单株树木三角网格模型在树干处进行配准； 通过三角网连接方法将所述倾斜树干模型与所述单株树木三角网格模型进行融合拼 接得到所述树木三维模型， 其中在所述树干处融合形成拼接部， 通过插值和平滑方法对所权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115311434 A 2述拼接部做平滑过渡。 7.根据权利要求1所述倾斜摄影和激光数据融合的树木三维重建方法， 其特征在于， 所 述将所述真实纹 理素材贴附到所述 树木三维模型 上， 具体包括： 在所述树木三维模型的枝干末端随机生成树叶三角网格模型， 将所述真实纹理素材对 应贴附到所述 树叶三角网格模型和所述单株树木三角网格模型 上。 8.一种计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述计算机可读存储介质存储有一个或者 多个程序， 所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行， 以实现如权利要求1～7 任意一项所述的一种倾 斜摄影和激光数据融合的树木三维重建方法中的步骤。 9.一种倾 斜摄影和激光数据融合的树木三维重建装置， 其特 征在于， 包括： 第一获取模块， 用于获取单株树木的树干模型， 通过倾斜摄影技术对所述树干模型进 行精细化 三维重建， 得到倾 斜树干模型； 第二获取模块， 用于获取所述单株树木的激光点云数据， 基于图论方法建模， 并且以广 义圆柱体模型拟合 树枝的方式重建单株树木三角网格模型； 拼接模块， 用于将所述倾斜树干模型与 所述单株树木三角网格模型拼接 融合形成树木 三维模型； 贴图模块， 用于获取所述单株树木的真实纹理素材， 将所述真实纹理素材贴附到所述 树木三维模型 上， 得到高逼真树木三维模型。 10.一种终端设备， 其特征在于， 包括： 处理器、 存储器及通信总线;所述存储器上存储 有可被所述处 理器执行的计算机可读程序； 所述通信总线实现处 理器和存 储器之间的连接通信； 所述处理器执行所述计算机可读程序时实现如权利要求1 ‑7任意一项所述的倾斜摄影 和激光数据融合的树木三维重建方法中的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115311434 A 3