Generating accurate digital tree models from scanned environments is invaluable for forestry, agriculture, and other outdoor industries in tasks such as identifying biomass, fall hazards and traversability, as well as digital applications such as animation and gaming. Existing methods for tree reconstruction rely on feature identification (trunk, crown, etc) to heuristically segment a forest into individual trees and generate a branch structure graph, limiting their application to sparse trees and uniform forests. However, the natural world is a messy place in which trees present with significant heterogeneity and are frequently encroached upon by the surrounding environment. We present a general method for extracting the branch structure of trees from point cloud data, which estimates the structure of trees by adapting the methods of structural topology optimisation to find the optimal material distribution to support wind-loading. We present the results of this optimisation over a wide variety of scans, and discuss the benefits and drawbacks of this novel approach to tree structure reconstruction. Despite the high variability of datasets containing trees, and the high rate of occlusions, our method generates detailed and accurate tree structures in most cases.


翻译:从扫描环境中生成精确的数字树木模型对于林业、农业及其他户外行业在识别生物量、坠落危险和可穿越性等任务中至关重要,同时也应用于动画、游戏等数字领域。现有的树木重建方法依赖特征识别(如树干、树冠等)以启发式方式将森林分割为单棵树木并生成分支结构图,这限制了其在稀疏树木和均匀森林中的应用。然而,自然界环境复杂多变,树木呈现显著异质性,并常受周围环境侵蚀。我们提出一种从点云数据中提取树木分支结构的通用方法,该方法通过调整结构拓扑优化的方法,估计树木的结构以找到支撑风荷载的最佳材料分布。我们展示了该方法在不同扫描结果上的优化效果,并讨论了这种新型树木结构重建方法的优缺点。尽管包含树木的数据集高度可变且遮挡率高,我们的方法在大多数情况下仍能生成详细且准确的树木结构。

0
下载
关闭预览

相关内容

强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
15+阅读 · 2022年10月27日
Arxiv
19+阅读 · 2022年7月29日
Arxiv
20+阅读 · 2020年6月8日
A Survey of Deep Learning for Scientific Discovery
Arxiv
29+阅读 · 2020年3月26日
A Survey on Deep Transfer Learning
Arxiv
11+阅读 · 2018年8月6日
VIP会员
最新内容
【剑桥博士论文】智能体-环境协同优化
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:33
为初级军官战术训练设计生成式人工智能平台
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:43
《美军条令:作战伤员后送保障》
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:38
《美空军条令出版物 4-0,维持》
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:32
《基于仿真的空军任务规划优化》
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:21
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员