摘要：近年来，植物三维模型重建成为农学、地学、植物学和生物学等等领域的研究热点。随着计算机图形学、信息技术、数学和测量技术的发展，虚拟植物三维模型和真实植物三维模型重建技术得到快速发展，而其中对树木三维点云模型的研究正逐步成为国内外林业研究领域的重点和热点。利用三维重建技术构建精确真实的树木三维形态模型，对于科学指导林业智能化管理具有重要意义。通过阅读文献可以了解到目前，国内外对于植物三维重建的方法可分立体视觉技术、激光扫描技术和三维数字化仪技术。本文总结这些方法在植物三维模型重建的研究中的现状及问题并提出改进。第2代Kinect相机能实时采集场景的彩色和深度图像。它采用飞行时间（Time of flight，ToF）主动光源技术，不易受外界光照变化的影响，目前广泛应用于场景的三维重构。同时，Kinect相机的应用也从游戏和信息领域扩展到林业研究。
关键词：kinect相机；图像处理；点云拼接法；点云数据滤波；三维重建
1 引言
在计算机技术的发展和计算机图形学的普及下，涉及到植物建模方面的应用较为普遍，具体包括虚拟现实，电脑游戏，电影，电视动画和园林设计系统等。随着二维图像获取和三维植物点云采集技术的出现，如何将早期基于图像的植物建模方法与现代三维点云建模和人机交互技术相结合进而高效便捷地完成植物模型的重建，以及如何将植物建模理论与实际应用相结合等这一系列的问题已成为国内外学者研究热点。然而，由于植物自身种类的多样性，自身结构的复杂性以及自我遮挡的严重性，使得植物重建极其复杂，并且极具挑战性。植物三维重建技术可以更快速、直接的观察植物的各项生理生化问题，并加以解决，现如今对植物的三维重建技术研究非常热门，特别需要对植物大量的重建研究。目前，三维重建中所用仪器大多存在较为昂贵或者仪器庞大的问题;而纵观文献针对点云的处理方法，有些存在计算复杂或者处理不精等缺点。
2 研究现状
三维植物建模的研究最早出现在20世纪70年代，经过四十多年的发展，虚拟植物建模的研究在国内外都取得了较大的进步，在三维植物建模技术的研究上，国外具有卓越研究成果的主要有德国卡尔斯鲁厄大学开发的xfrog植物建模软件以及美国DV公司开发和研制的speed tree植物建模软件。国内很多学者对植物三维建模技术具有浓厚的研究兴致，也因此对植物三维建模技术做出了巨大的贡献，主要有北京自动化研究所，农科院，深圳先进技术研究院和福州大学等等研究人员和研究机构。植物三维模型是作物生理模型的载体[1]，对研究植物内部水分与养分运输、干物质累积和常量形成具有重要价值[2]。另外，植物三维形态结构也是进行植物表型精确测量的前提[3]，是建立植物表型-基因型研究最直接的桥梁，在作物表型组学研究中扮演了重要角色。近几年高通量植物表型分析成为研究热点，使得快速获取植物三维形状的需求变得非常重要。这种潮流和趋势下，在传统的植物三维模型重建方法上，研究人员在改进和创新植物三维模型重建的信息深度读取、重建技术及数据处理算法更新等等方面有了很多的突破和成果。
2.1 kincet简介
Kinect是微软在2009年6月2日的E3大展上，正式公布的XBOX360体感周边外设。Kinect彻底颠覆了游戏的单一操作，使人机互动的理念更加彻底的展现出来。 网友普遍称其中文名为“啃奶特”。它是一种3D体感摄影机(开发代号“Project Natal”)，同时它导入了即时动态捕捉、影像辨识、麦克风输入、语音辨识、社群互动等功能。Kincet玩家可以通过这项技术在游戏中开车、与其他玩家互动、通过互联网与其他Xbox玩家分享图片和信息等。
2.1.1 kinect开发原理
Kincet 的深度传感器采用了Light Coding的方式来读取投射的红外线pattern，通过变形pattern的方式来读取深度信息，深度传感器被分为投射红外线pattern的IR Projector(左）和读取深度信息的IR Camera（右）。另外，深度传感器中间搭载了Color和Camera。
2.1.2 kincet应用
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