基于單攝像機(jī)的三維幾何重建方法研究.pdf

1、傳統(tǒng)的三維重建采用的雙目或多目視覺方法往往使視覺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價相對昂貴、操作復(fù)雜、在控制上不易實現(xiàn)。因此，成本低、結(jié)構(gòu)簡單易操作的單目視覺方法的研究變得更有必要。本文通過理論分析，提出了一種新的基于單攝像機(jī)變焦原理的幾何體三維重建方法，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了圖像預(yù)處理、冗余數(shù)據(jù)處理以及仿真驗證等內(nèi)容的研究。
　　首先，通過對傳統(tǒng)三維重建過程和透鏡成像、光學(xué)變焦的研究，在定義的攝像機(jī)成像幾何模型下利用不同的焦距推導(dǎo)了幾何體空間點的三

2、維重建過程，給出了提出的變焦算法下計算空間點三維坐標(biāo)的計算公式,并通過不同象限內(nèi)單點的仿真驗證了算法的可行性。
　　在圖像預(yù)處理階段，采用了分為四階段的處理方法：通過閾值分割有效地去除了背景噪聲的干擾，通過比較選擇canny算子檢測邊緣，用霍夫變換準(zhǔn)確地檢測所需直線，最后提取出特征點的像素坐標(biāo)。
　　對于不同的焦距組合產(chǎn)生大量的不同重建結(jié)果問題，首先采用傳統(tǒng)的遺傳算法處理冗余數(shù)據(jù)，通過遺傳操作迭代搜索出最優(yōu)的重建值。針對算法

3、中的變焦特點，進(jìn)行了變焦重建算法模型對焦距的敏感度分析，篩選容易造成較大錯誤影響的焦距組合，在此基礎(chǔ)上提出了加權(quán)梯度法搜索最優(yōu)值的方法。
　　最后，通過仿真分析驗證了所提出的算法與數(shù)據(jù)處理方法。在仿真空間立方體轉(zhuǎn)化后的像素坐標(biāo)上添加高斯白噪聲和BM高斯隨機(jī)噪聲模型，通過比較分析確定遺傳算法和加權(quán)梯度法中未確定的參數(shù)，然后比較兩種數(shù)據(jù)處理方法在不同方差下的重建精度，考察兩種方法對不同噪聲模型的適應(yīng)性以及運(yùn)算時間。利用所推導(dǎo)的理論公式