基于CGRSNet的残缺油桃外形点云补全方法

孙珂, 徐焕良, 任守纲, 单美轩, 王浩云

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南京农业大学学报 ›› 2024, Vol. 47 ›› Issue (02) : 383-391.

基于CGRSNet的残缺油桃外形点云补全方法

  • 孙珂, 徐焕良, 任守纲, 单美轩, 王浩云
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摘要

[目的]利用深度相机采集到的油桃数据在进行三维重建时,存在摄像头视野限制,导致油桃点云出现缺失的现象,严重影响油桃表型分析的准确度。为了提高油桃分级分类的准确率和工作效率,提出一种基于三维重建的油桃片外形参数估测方法。[方法]提出了一种基于真实结构的粗粒度点云生成网络(coarse-grained realistic structure with point cloud generation network, CGRSNet)。该网络首先通过编码、解码机制构建点云补全网络,通过新的采样算法对原始点云提取不同维度下的特征信息,提升油桃表型的特征提取能力,然后自解码器自上而下进行多维度点云补全,最终得到完整的油桃形状,最后用模型的参数预估模块预估油桃体积。利用多组参数构建的油桃几何模型离散成点云数据输入CGRSNet网络,得到油桃几何模型外形补全的预训练模型,再利用真实油桃点云数据对预训练模型CGRSNet做模型迁移的参数微调。[结果]该补全网络对油桃数据集补全结果的倒角距离为0.196 cm。经线性回归分析,得出体积估测的RMSE和R~2分数为2.47 cm~3和0.94,相较于PF-Net的RMSE和R~2分数提升约0.88 cm~3和0.01。[结论]本文提出的基于CGRSNet的油桃外形参数估测算法具有较好的实用性和精确度。

关键词

三维图形 / 点云补全 / 模型迁移 / 深度学习 / 油桃表型 / 体积预估

中图分类号

S226.5 / TP391.41

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孙珂, 徐焕良, 任守纲, 单美轩, 王浩云. 基于CGRSNet的残缺油桃外形点云补全方法. 南京农业大学学报. 2024, 47(02): 383-391

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