基于圖像的物體表面點云計算算法研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著多媒體和虛擬現(xiàn)實的發(fā)展，3D模型廣泛用于對象識別、工業(yè)設(shè)計、視頻游戲、動畫制作、數(shù)字文物檔案建立、建筑物原貌恢復(fù)等方面，高效實時的三維模型重構(gòu)方法日益成為各行業(yè)一個共性的重要課題。本文分析了從圖像序列重建物體的幾何形狀的多種方法，結(jié)合點云數(shù)據(jù)獲取對于反求工程的重要意義，基于本課題組前期的研究，提出了基于多目視覺的空間雕刻算法獲得物體表面點云數(shù)據(jù)的三維重構(gòu)方法。主要研究內(nèi)容如下：
　　論文首先分析了現(xiàn)有的幾種基于圖像的三維重構(gòu)方

2、法與本課題組前期研究的優(yōu)缺點，選擇基于多目視覺的空間雕刻算法來獲得物體表面的點云數(shù)據(jù)，并建立了系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；根據(jù)對基于多目視覺的空間雕刻算法原理的詳盡分析，將整個空間雕刻算法軟件結(jié)構(gòu)分解為4個程序模塊：圖像視錐體模塊、包圍盒模塊、雕刻求交模塊、點云旋轉(zhuǎn)模塊，對這4個程序模塊的設(shè)計思想和工作原理予以了詳細研究；在VC++語言環(huán)境下分別設(shè)計開發(fā)了這4個模塊，并通過合理的集成實現(xiàn)了整個空間雕刻算法的功能，得到了物體表面的三維點云數(shù)據(jù)并將其保

3、存在“.txt”文檔中；最后通過實驗及其結(jié)果分析，驗證了本文方法的正確性和可行性。
　　本文的空間雕刻算法單純從語言程序算法上實現(xiàn)物體表面點云數(shù)據(jù)的生成，從而擺脫了CAD軟件的限制，相對于其它的三維重構(gòu)方法具有很高的獨立性。算法的所有計算都集中在由輪廓生成的視錐體上進行，相比于其它方法顯得十分靈活，并且算法相對簡單，所得到的物體表面點云數(shù)據(jù)結(jié)果能夠達到一定的精度要求。同時還可以將其直接運用于對快速成型技術(shù)的優(yōu)化和對產(chǎn)品的設(shè)計更新。