基于Kinect的三維重建技術(shù)的研究與應(yīng)用.pdf

1、三維重建技術(shù)是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)等多學(xué)科的交叉領(lǐng)域，其目標(biāo)是借助計(jì)算機(jī)技術(shù)將真實(shí)世界中的三維實(shí)體進(jìn)行采集，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理后真實(shí)的再現(xiàn)到計(jì)算機(jī)中，其中點(diǎn)云數(shù)據(jù)的獲取和配準(zhǔn)算法是實(shí)現(xiàn)三維重建需要解決的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。目前，該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于逆向工程、文物保護(hù)、大眾娛樂(lè)、路徑導(dǎo)航、虛擬現(xiàn)實(shí)、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。本文開(kāi)發(fā)了一套以微軟 Kinect為點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取設(shè)備的三維重建平臺(tái)，針對(duì)數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)預(yù)處理、圖像配準(zhǔn)、點(diǎn)云配準(zhǔn)等問(wèn)題進(jìn)

2、行了研究，并與3D打印機(jī)相結(jié)合，搭建了一個(gè)基于 Kinect的快速原型制造系統(tǒng)。具體內(nèi)容如下：
　　1)搭建了基于微軟 Kinect的數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)。通過(guò) Kinect設(shè)備獲取待測(cè)物體的RGB圖像和深度信息，通過(guò)分析RGB相機(jī)和深度相機(jī)的成像模型，對(duì)RGB相機(jī)和深度相機(jī)進(jìn)行了標(biāo)定，對(duì)所獲取的深度信息進(jìn)行轉(zhuǎn)化得到實(shí)際的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，并通過(guò)雙邊濾波算法去除其中的噪聲部分。
　　2)給出了一種改進(jìn)的點(diǎn)云匹配算法，實(shí)現(xiàn)了物體的三維重建。通

3、過(guò)對(duì)圖像特征提取算法 SURF與 SIFT，以及對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)特征提取中的表面法向估計(jì)方法和點(diǎn)直方圖估計(jì)方法的比較，給出了一種改進(jìn)的點(diǎn)云匹配算法，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)云數(shù)據(jù)的初始配準(zhǔn)；最后采用ICP算法對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行精確配準(zhǔn)，完成配準(zhǔn)后生成三維實(shí)體。
　　3)搭建了一個(gè)基于 Kinect的快速原型制造系統(tǒng)。以基于 Kinect的三維重建系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)被打印物品的三維造型，實(shí)現(xiàn)逆向設(shè)計(jì)，進(jìn)而通過(guò)3D打印機(jī)實(shí)現(xiàn)快速制造。本文所提出的三維重建系統(tǒng)具有成本低廉、