申请/专利权人：河北农业大学

申请日：2020-10-20

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN112258651B

主分类号：G06T17/00

分类号：G06T17/00;G06T7/10;G06T7/68;G06T3/4038

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2021.02.09#实质审查的生效;2021.01.22#公开

摘要：本发明公开了一种遮挡情况下奶牛体表点云三维重建方法，包括：将俯侧两视角的深度图像转化为点云数据，分割出侧视点云中奶牛躯干部位，检测奶牛侧视点云中奶牛躯干部位的缺失区域，利用侧视图像中奶牛水平位置的变化，将缺失区域补全；利用参考位置首次异常的方法将俯视与侧视视角帧对齐；将同步的俯视点云与补全后的侧视点云拼接配准后，通过检测俯视点云中奶牛背部脊柱位置确定对称平面，利用对称平面将单视角侧视点云镜像对称得到双视角侧视点云，完成奶牛体表点云的三维重建。本发明提供的遮挡情况下奶牛体表点云三维重建方法，能够将遮挡造成的点云缺失补全，并通过镜像对称获得完整点云，提高了三维重建的精度和效率。

主权项：1.一种遮挡情况下奶牛体表点云三维重建方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，设置奶牛单向行走通道，遮挡情况下，分别采集奶牛通过时的俯视与某一侧方侧视视角的深度图像，将深度图像转化为点云数据，并分割提取出奶牛体表点云数据；S2，基于奶牛体表点云数据，利用点云切片的投影法，分割出侧视点云中奶牛躯干部位点云；S3，利用点云切片中点数目的特征曲线，检测奶牛躯干部位点云中的缺失区域；S4，选取不同帧的侧视点云与奶牛躯干部位点云拼接配准，利用侧视点云中奶牛水平位置的变化，将奶牛躯干部位点云中的缺失区域补全；S5，利用参考位置首次出现异常的帧为对齐帧的方法，将俯视与侧视视角帧对齐，将同步的俯视点云与补全后的侧视点云拼接配准；S6，检测俯视点云中奶牛背部脊柱位置确定对称平面，利用对称平面将单视角侧视点云镜像对称得到双视角侧视点云，完成奶牛体表点云的三维重建；所述步骤S4中，选取不同帧的侧视点云与奶牛躯干部位点云拼接配准，利用侧视点云中奶牛水平位置的变化，将奶牛躯干部位点云中的缺失区域补全，具体包括：选取深度图像中两帧侧视视角图像，一帧为待补全图像，另一帧为侧补图像，两帧图像中的奶牛躯干呈笔直状，侧补图像中的奶牛位置与待补全图像帧中位置在水平方向上有差异；将两帧侧视视角图像转换为点云后，利用步骤S2分别提取两帧点云的奶牛躯干部位点云，并利用步骤S3检测出待补全点云中奶牛躯干部位点云缺失区域；利用迭代最近点算法将两帧侧视点云拼接配准，待补全点云中奶牛躯干部位点云缺失区域利用侧补点云相应位置的点云数据补全；所述步骤S5中，利用参考位置首次出现异常的帧为对齐帧的方法，将俯视与侧视视角帧对齐，将同步的俯视点云与补全后的侧视点云拼接配准，具体包括：先将俯视和侧视两视角下不含奶牛的背景点云拼接配准，然后选取采集通道中间位置为参考位置，即： 其中，ymax为采集通道在Y坐标上的最大值，ymin为采集通道在Y坐标上的最小值，按时间顺序逐帧判断侧视帧，在Y＝y'处首先出现点云异常的帧，即奶牛首次到达指定参考位置，则该侧视帧判定为对齐帧；同理，判定出俯视对齐帧，通过两帧对齐的方式，将俯视和侧视两视角下所有帧对齐，实现帧同步；所述步骤S6中，检测俯视点云中奶牛背部脊柱位置确定对称平面，具体包括：将补全后的侧视点云与同步的俯视点云拼接配准后，将俯视点云的躯干部位均匀分为左、中、右3部分，分别在左侧点云和右侧点云中查找X坐标最小的点，所得两点，即为奶牛背部脊柱上的两点D1Xd1,Yd1,Zd1与D2Xd2,Yd2,Zd2；采集数据的上方相机镜头与地面平行，所求对称平面应与俯视点云坐标系中YOZ平面垂直，根据上述计算得到对称平面方程：z＝N-My其中， N＝MYd1+Zd1。

全文数据：

权利要求：

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