基于深度圖像的三維建模技術(shù)研究.pdf

1、三維建模技術(shù)是計算機視覺領(lǐng)域一個重要的研究分支。這項技術(shù)不僅可以數(shù)字化現(xiàn)實生活中物體的外觀特征，在計算機中構(gòu)建虛擬的三維仿真場景，還可以根據(jù)物體的固有屬性（質(zhì)量、材質(zhì)等），進行物理過程的仿真。本文所研究的基于深度圖像數(shù)據(jù)的三維建模技術(shù)(Range Image Data Based3D Model Reconstruction Technology)基于使用結(jié)構(gòu)光原理獲得的深度圖像來重構(gòu)物體表面，相比于傳統(tǒng)基于光程差技術(shù)（激光雷達、ToF

2、相機等）的深度測量方案具有建模速度快、精度高，且設(shè)備價格低廉等優(yōu)點。
　　本文所采用的Kinect相機是微軟公司基于結(jié)構(gòu)光技術(shù)所開發(fā)的產(chǎn)品，能夠?qū)y量空間進行深度測量。為了將彩色相機與深度相機同步獲取的圖像進行配準，本文首先對Kinect相機進行標定，分別獲取彩色相機與深度相機的內(nèi)參矩陣以及兩者之間的旋轉(zhuǎn)和平移矩陣。然后根據(jù)標定獲得的參數(shù)，配準兩幅同步采集的圖像，并利用彩色圖像中具有相同顏色的像素點對深度圖像中的空洞以及噪聲進行濾

3、波和修補處理。最后將修補后的深度圖像轉(zhuǎn)化為點云數(shù)據(jù)。
　　本文通過改變相機的拍攝角度，將不同角度下拍攝獲得的點云進行拼接，即可獲得完整的物體表面點云圖像。本文針對傳統(tǒng)點云拼接方法:迭代鄰近點(ICP)方法的不足，提出一種基于空間幾何角的點云快速配準方法。該方法利用了連續(xù)深度圖像轉(zhuǎn)換獲得點云之間存在位移較小的特點，使用三個具有代表性的配準平面來表示點云的姿態(tài)信息，并根據(jù)前一幀點云位置的先驗信息來配準當(dāng)前幀的點云數(shù)據(jù)。為了驗證本算法的