實(shí)時(shí)雙目視覺三維重建技術(shù)研究.pdf

1、三維重建技術(shù)為機(jī)器人提供了可靠的環(huán)境地圖，為其定位導(dǎo)航、路徑規(guī)劃以及避障等功能奠定了基礎(chǔ)。本文圍繞立體匹配以及基于立體視覺的同時(shí)定位與建圖兩個(gè)問題，在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，通過雙目視覺實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)三維重建過程。這主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)工作：
　?。?）攝像機(jī)成像原理與立體標(biāo)定技術(shù)的研究
　　攝像機(jī)作為三維重建最主要的傳感器，需要研究透徹它的成像原理以及它與其他參考坐標(biāo)系之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。本文從坐標(biāo)系的表達(dá)出發(fā)總結(jié)了理解坐標(biāo)系之間變換

2、的一般思路。
　?。?）基于視覺同時(shí)定位與建圖理論模型的研究
　　基于視覺的同時(shí)定位與建圖功能是三維重建的關(guān)鍵性功能。本文從概率論出發(fā)，結(jié)合李群李代數(shù)理論，闡述并論證了解決狀態(tài)估計(jì)問題的一般思路及方法。
　?。?）立體匹配算法的研究與實(shí)現(xiàn)
　　立體匹配算法可以通過立體校正過的圖像生成稠密的視差圖。本文在綜合比較了各種立體匹配算法的性能后，選擇了基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的局部立體匹配算法。通過深度學(xué)習(xí)框架Caffe構(gòu)建了提

3、取圖像特征的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并利用KITTI數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訓(xùn)練。最后結(jié)合半全局平滑算法實(shí)現(xiàn)了基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的立體匹配算法。
　?。?）基于立體視覺的同時(shí)定位與建圖功能的實(shí)現(xiàn)
　　本文所提出的基于立體視覺的同時(shí)定位與建圖功能結(jié)合了特征點(diǎn)法與直接法的優(yōu)點(diǎn)。ORB-SLAM2是目前較為完善的基于特征點(diǎn)法的同時(shí)定位與建圖框架，在它的基礎(chǔ)上融合直接法能夠大大節(jié)約開發(fā)周期。本文在 ORB-SLAM2框架上整改了它的追蹤部分，提高了同時(shí)定位與