比值要求滿足上述置信區(qū)間條件，若不滿足可通過 調(diào)整節(jié)間長度m的長度繼續(xù)迭代;若一直不滿足條件則繼續(xù)調(diào)整第三個相鄰節(jié)間，直至滿 足條件。
[0071] 需要說明的是，上述置信區(qū)間與松弛因子的大小可以根據(jù)具體的場景進行設(shè)置， 本發(fā)明不作限定。
[0072] (3)然后，分別利用各個株型參數(shù)對應(yīng)的概率密度分布函數(shù)生成各植株的葉鞘高 度、葉長、葉寬、葉傾角或者方位角偏差參數(shù)隨機數(shù)，并根據(jù)上述參數(shù)隨機數(shù)作用于Μ個植株 的臨時植株三維骨架模板構(gòu)建對應(yīng)植株的玉米植株骨架。
[0073]第四，介紹S4、將所重建的Μ個玉米植株模板沿Ζ軸水平旋轉(zhuǎn)所述植株方位平面角 的角度，并平移至各植株對應(yīng)的二維生長點后生成群體三維拓撲骨架結(jié)構(gòu)的步驟。
[0074]對玉米群體小區(qū)中所有植株的玉米植株骨架沿Ζ軸水平旋轉(zhuǎn)一定的角度，該角度 為步驟S1中所獲取每株玉米的植株方位平面角。
[0075]然后平移到每個植株的二維生長點坐標位置處。
[0076]所有植株完成上述操作后即可獲取群體三維拓撲骨架結(jié)構(gòu)。
[0077]最后，介紹S5、從玉米器官三維模板資源庫中選取相應(yīng)品種相同生長期的玉米器 官匹配所述群體三維拓撲骨架結(jié)構(gòu)，以生成玉米群體網(wǎng)格模型的步驟。
[0078]本發(fā)明實施例中，從玉米器官三給模板資源庫中選取預(yù)構(gòu)建品種玉米生長期的葉 片、雌穗、節(jié)間和葉鞘等幾何模板，通過骨架驅(qū)動的網(wǎng)格變形方法對上述構(gòu)建的群體骨架匹 配，從而構(gòu)建玉米群體網(wǎng)格模型。
[0079]為了解決玉米群體網(wǎng)格模型中的網(wǎng)格交叉問題，較優(yōu)地，本發(fā)明實施例還對玉米 群體網(wǎng)格模型進行碰撞檢測使得所有網(wǎng)格碰撞部分作出響應(yīng)變形，以使該玉米群體網(wǎng)格模 型中無網(wǎng)格交叉。
[0080] 為驗證本發(fā)明實施例提供的玉米群體三維重建方法的有效性，本發(fā)明一實施例中 采用玉米冠層進行說明：
[0081] (1)本發(fā)明實施例中采用球機攝像頭獲取六葉展期京科968品種玉米群體的俯視 圖像。在該俯視圖像中選取目標群體范圍為4行8株共計32株的玉米群體作為重建目標，標 記每個植株P(guān)i, i = l，2,…，Μ，其中Μ為植株個數(shù)。然后，提取各個模板的二維生長點坐標與 每個植株的植株方位平面角，記為，i = 1，2，…，Μ，最后結(jié)合圖像分辨率換算得到各個植 株生長點的實際二維位置坐標，記為(11，71)4 = 1，2，-_^。如圖2所示，圓圈為植株二維生 長點坐標，且斜線段為該植株的植株方位平面角。
[0082] (2)確定對該玉米群體的吐絲期開展群體玉米植株骨架工作，選取吐絲期玉米植 株10個。本發(fā)明實施例采用三維數(shù)字化儀獲取上述玉米植株10個的3株玉米的三維數(shù)字化 數(shù)據(jù)且作為植株三維骨架模板，各植株三維骨架模板均標準化為生長點為原點，植株方位 平面為0。測量這10株的析型參數(shù)包括株高、葉片數(shù)、各節(jié)間長度與株高比例、葉鞘長度、葉 長、葉寬、葉傾角或者方位角與植株方位平面偏差、雄穗分枝數(shù)與雄穗高度、雌穗數(shù)量、雌穗 長度與生長葉位等，然后對各個株型參數(shù)構(gòu)造 t統(tǒng)計量，進而估計各個株型參數(shù)的概率密度 分布函數(shù)。
[0083] 利用株高與葉片的概率密度分布函數(shù)生成株高與葉片隨機數(shù)，其中株高為Hi，葉 片數(shù)為ni(包含t個不可見葉）。從上述3個植株三維骨架模板中選取與該葉片數(shù)相同且與株 高最為接近的植株作為當(dāng)前植株(32株植株中的任意一個)的臨時植株三維骨架模板。
[0084] 利用節(jié)間的概率密度分布函數(shù)生成一組節(jié)間長度與株高比例隨機數(shù)，記為貧，其 中j = l，2,…，m，調(diào)節(jié)當(dāng)前植株的臨時三維骨架的節(jié)間長度與株高比例。并且還通過統(tǒng)計 學(xué)習(xí)得到的松弛因子，對實際節(jié)間高度進行松弛調(diào)節(jié)使各節(jié)間高度合理。
[0085]由各個株型參數(shù)對應(yīng)的概率密度分布函數(shù)生成各葉鞘高度、葉長、葉寬、葉傾角或 者方位角偏差參數(shù)隨機數(shù)，并根據(jù)株型參數(shù)作用于該植株的臨時植株三維骨架模板構(gòu)建32 株植株的玉米植株骨架。
[0086] (3)對玉米群體小區(qū)內(nèi)所有植株，將植株P(guān)i的玉米植株骨架沿Z軸水平旋轉(zhuǎn)對應(yīng)玉 米植株的植株方位平面角91后，平移至該玉米植株的二維生長點坐標位置。所有植株完成 上述操作后即生成了如圖4所示的群體三維拓撲骨架結(jié)構(gòu)。
[0087] (4)本發(fā)明中從玉米器官三維模板資源庫中選取京科968吐絲期的葉片、雌穗、節(jié) 間和葉鞘等幾何模板，通過骨架驅(qū)動的網(wǎng)格變形方法對上述構(gòu)建的群體三維拓撲骨架結(jié)構(gòu) 匹配，并構(gòu)建玉米群體網(wǎng)格模型的。
[0088] (5)最后，本發(fā)明實施例采用基于ΑΑΒΒ-0ΒΒ盒的玉米葉片碰撞檢測方法檢測玉米 群體網(wǎng)格模型中的網(wǎng)格碰撞部分，并采用交互式調(diào)整骨架和骨架驅(qū)動的網(wǎng)格變形方法對所 有網(wǎng)格碰撞部分做出響應(yīng)變形，使群體網(wǎng)格模型中無網(wǎng)格交叉，從而得到如圖4所示的玉米 群體網(wǎng)格模型。
[0089] 需要說明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)碰撞檢測的需要合理選定檢測檢測方 法，本發(fā)明不作限定。
[0090] 第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種玉米群體三維重建裝置，如圖5所示，包括： [0091]第二方面，本發(fā)明實施例提供了 一種玉米群體三維重建裝置，包括：
[0092]生長點坐標與植株方位平面角獲取模塊，用于從玉米群體所在俯視圖像中獲取玉 米群體范圍；并從所述玉米群體范圍中獲取玉米群體中每株玉米的二維生長點坐標與植株 方位平面角；
[0093] 分布函數(shù)獲取模塊，用于確定重建玉米的品種與生長期，并獲取該品種及生長期 的N個玉米植株的多個株型參數(shù)，并利用所獲取的N組樣本估計各株型參數(shù)的概率密度分布 函數(shù)；
[0094] 玉米植株骨架獲取模塊，用于綜合利用每個株型參數(shù)的概率密度分布函數(shù)結(jié)合骨 架模板，生成Μ株玉米植株骨架；
[0095]群體三維拓撲骨架結(jié)構(gòu)獲取模塊，用于將所重建的Μ個玉米植株模板沿Ζ軸水平旋 轉(zhuǎn)所述植株方位平面角的角度，并平移至各植株對應(yīng)的二維生長點后生成群體三維拓撲骨 架結(jié)構(gòu)；
[0096]玉米群體網(wǎng)格模型獲取模塊，用于從玉米器官三維模板資源庫中選取相應(yīng)品種相 同生長期的玉米器官匹配所述群體三維拓撲骨架結(jié)構(gòu)，以生成玉米群體網(wǎng)格模型。
[0097]可選地，本發(fā)明實施例提供的玉米群體三維重建裝置還包括：
[0098] 碰撞檢測與碰撞響應(yīng)模塊，用于對所述玉米群體網(wǎng)格模型進行碰撞檢測使得所有 網(wǎng)格碰撞部分作出響應(yīng)變形，以使所述玉米群體網(wǎng)格模型中無網(wǎng)格交叉。
[0099] 可選地，所述分布函數(shù)獲取模塊包括：
[0100] 植株三維骨架模板獲取單元，用于從所述Ν個玉米植株中選取Ns個植株并獲取所 述Ns個植株的三維數(shù)字化數(shù)據(jù)作為植株三維骨架模板；
[0101] 概率密度分布函數(shù)估計單元，用于構(gòu)造每個株型參數(shù)的t統(tǒng)計量，然后根據(jù)該t統(tǒng) 計量估計每個株型參數(shù)的概率密度分布函數(shù)。
[0102]可選地，所述玉米植株骨架獲取模塊包括：
[0103]臨時植株三維骨架模板獲取單元，用于分別利用株高與葉片數(shù)的概率密度分布函 數(shù)生成Μ組株高與葉片數(shù)隨機數(shù)作為擬重建的Μ株植株的株高與葉片數(shù);從Ns個植株的植株 三維骨架模板中為Μ個植株分別選取與每個植株的葉片數(shù)相同或者最為接近且與株高最為 接近的植株三維骨架模板作為當(dāng)前植株的臨時植株三維骨架模板；
[0104] 節(jié)間與株高調(diào)節(jié)單元，用于對所有Μ株植株，利用節(jié)間的概率密度分布函數(shù)分別生 成Μ組節(jié)間長度與株高比例隨機數(shù)，調(diào)節(jié)各植株的臨時三維骨架的節(jié)間長度與株高比例；
[0105] 玉米植株骨架構(gòu)建單元，用于分別利用葉鞘長度、葉長、葉寬、葉傾角、方位角與植 株方位平面偏差的概率密度分布函數(shù)生成各植株的葉鞘長度、葉長、葉寬、葉傾角、方位角 偏差參數(shù)隨機數(shù)作用于各植株的臨時植株三維骨架模板，以構(gòu)建該植株的玉米植株骨架。
[0106] 本發(fā)明提供的玉米群體三維重建裝置基于上文所述的玉米群體三維重建方法實 現(xiàn)，因