基于雙目視覺的三維實時重建與測量系統(tǒng)研究.pdf

1、三維重建綜合了圖像處理、立體視覺、多視幾何以及計算機圖形學等多個領(lǐng)域的技術(shù)，是計算機視覺領(lǐng)域重要的研究方向?；趫D像的三維重建因為其成本低，重建結(jié)果紋理豐富等特點在視頻監(jiān)控、測繪與導航、虛擬現(xiàn)實等領(lǐng)域有著豐富的應(yīng)用。隨著技術(shù)的進步，相機的分辨率越來越高，更豐富的圖像信息使得重建結(jié)果更加精確和真實，但是也對三維重建的實時性造成了挑戰(zhàn)。本文以雙目重建理論為基礎(chǔ)，對構(gòu)建三維實時重建與測量系統(tǒng)的各個核心環(huán)節(jié)進行了研究。
　　本文講述了三維

2、重建過程中相機標定，立體匹配，點云求解和融合等環(huán)節(jié)的原理和具體實施方法。相機標定環(huán)節(jié)本文使用了一種基于SIFT特征的多目標定方法，該方法能夠一次性輸出多個相機的內(nèi)外參數(shù)。在關(guān)鍵的立體匹配環(huán)節(jié)，本文使用了一種基于最大后驗概率的立體匹配算法。針對其中的特征描述方法，本文對FAST特征描述子進行了改進，并將其和SIFT以及顏色矩特征相結(jié)合，提高了匹配算法的速度和精度。實驗證明，在合適的先驗信息基礎(chǔ)上，該算法能夠?qū)崿F(xiàn)快速的稠密點云重建。本文使用

3、了六臺相機以獲得更完整的目標影像，為了得到較好的點云融合效果，本文使用了外參數(shù)、ICP以及手動調(diào)節(jié)方法進行融合，三種方式層層遞進使得融合結(jié)果更加精確。針對系統(tǒng)在復雜環(huán)境中運行可能出現(xiàn)相機參數(shù)和相對位置變化，導致圖像變形無法行對準的問題，本文提出了一種基于邊緣匹配的自適應(yīng)行配準算法，該方法能夠抵抗相機參數(shù)的小范圍變化，增強系統(tǒng)魯棒性。
　　在四臺i7-4790（3.6GHz）計算機，六臺500萬像素相機的硬件環(huán)境下，本文構(gòu)建的三維重