基于雙目視覺(jué)的三維實(shí)時(shí)重建與測(cè)量系統(tǒng)研究.pdf

1、三維重建綜合了圖像處理、立體視覺(jué)、多視幾何以及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)，是計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域重要的研究方向。基于圖像的三維重建因?yàn)槠涑杀镜?，重建結(jié)果紋理豐富等特點(diǎn)在視頻監(jiān)控、測(cè)繪與導(dǎo)航、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域有著豐富的應(yīng)用。隨著技術(shù)的進(jìn)步，相機(jī)的分辨率越來(lái)越高，更豐富的圖像信息使得重建結(jié)果更加精確和真實(shí)，但是也對(duì)三維重建的實(shí)時(shí)性造成了挑戰(zhàn)。本文以雙目重建理論為基礎(chǔ)，對(duì)構(gòu)建三維實(shí)時(shí)重建與測(cè)量系統(tǒng)的各個(gè)核心環(huán)節(jié)進(jìn)行了研究。
　　本文講述了三維

2、重建過(guò)程中相機(jī)標(biāo)定，立體匹配，點(diǎn)云求解和融合等環(huán)節(jié)的原理和具體實(shí)施方法。相機(jī)標(biāo)定環(huán)節(jié)本文使用了一種基于SIFT特征的多目標(biāo)定方法，該方法能夠一次性輸出多個(gè)相機(jī)的內(nèi)外參數(shù)。在關(guān)鍵的立體匹配環(huán)節(jié)，本文使用了一種基于最大后驗(yàn)概率的立體匹配算法。針對(duì)其中的特征描述方法，本文對(duì)FAST特征描述子進(jìn)行了改進(jìn)，并將其和SIFT以及顏色矩特征相結(jié)合，提高了匹配算法的速度和精度。實(shí)驗(yàn)證明，在合適的先驗(yàn)信息基礎(chǔ)上，該算法能夠?qū)崿F(xiàn)快速的稠密點(diǎn)云重建。本文使用

3、了六臺(tái)相機(jī)以獲得更完整的目標(biāo)影像，為了得到較好的點(diǎn)云融合效果，本文使用了外參數(shù)、ICP以及手動(dòng)調(diào)節(jié)方法進(jìn)行融合，三種方式層層遞進(jìn)使得融合結(jié)果更加精確。針對(duì)系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境中運(yùn)行可能出現(xiàn)相機(jī)參數(shù)和相對(duì)位置變化，導(dǎo)致圖像變形無(wú)法行對(duì)準(zhǔn)的問(wèn)題，本文提出了一種基于邊緣匹配的自適應(yīng)行配準(zhǔn)算法，該方法能夠抵抗相機(jī)參數(shù)的小范圍變化，增強(qiáng)系統(tǒng)魯棒性。
　　在四臺(tái)i7-4790（3.6GHz）計(jì)算機(jī)，六臺(tái)500萬(wàn)像素相機(jī)的硬件環(huán)境下，本文構(gòu)建的三維重