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玉米葉片物理建模與參數(shù)確定的運動學分析方法

肖伯祥; 秦洪 北京市農(nóng)林科學院北京農(nóng)業(yè)信息技術研究中心; 北京100097; Computer; Science; Department; Stony; Brook; University; Stony; Brook; NY; 11733; 國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術研究中心數(shù)字植物研究室; 北京100097; 數(shù)字植物北京市重點實驗室; 北京100097

摘要：基于物理的方法是解決植物動態(tài)建模與仿真的有效途徑,而模型參數(shù)的確定是基于物理方法所面臨的重要問題.為實現(xiàn)基于生物物理屬性特征的玉米葉片高精度、高真實感動態(tài)建模與仿真,提出一種基于運動學分析的玉米葉片物理建模與參數(shù)確定方法.首先利用運動捕捉技術獲取玉米葉片的運動數(shù)據(jù);然后根據(jù)運動捕捉特征點構建基于質(zhì)點-彈簧系統(tǒng)的物理模型;最后基于運動學分析建立物理模型參數(shù)解析方程組,利用最小二乘法計算物理模型的參數(shù).以此參數(shù)構建物理模型實現(xiàn)玉米葉片的動態(tài)模擬,并給出2種模型構造方式的玉米葉片虛擬仿真.結(jié)果表明,該方法以一種數(shù)據(jù)驅(qū)動的機制有效估算出對應的物理模型參數(shù),生成的玉米葉片動態(tài)虛擬仿真過程具有與實際情況較為接近的真實感效果,為虛擬植物建模與應用提供了一種可行的物理建模及參數(shù)確定方法.

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