基于立體視覺(jué)的三維重建理論與算法研究.pdf

1、本文結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目和工作研究了基于立體視覺(jué)的三維重建關(guān)鍵技術(shù)。并且形成了一套三維重建基礎(chǔ)軟件，可應(yīng)用于實(shí)際的項(xiàng)目工程實(shí)踐中。立體視覺(jué)是機(jī)器視覺(jué)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域的一個(gè)重要分支，涉及人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、圖像處理和模式識(shí)別等諸多領(lǐng)域的理論知識(shí)。具有重要的實(shí)用價(jià)值，而且對(duì)促進(jìn)人類(lèi)視覺(jué)機(jī)理的研究具有非常重要的意義。
　　本文對(duì)現(xiàn)有的三維重建中的攝像機(jī)標(biāo)定、立體匹配和三維重建技術(shù)進(jìn)行了研究分析，并研究了開(kāi)源計(jì)算機(jī)視覺(jué)函數(shù)庫(kù)OpenCV中的三維

2、重建模型，提出了結(jié)合基于角點(diǎn)的亞像素特征提取算法和張正友的攝像機(jī)標(biāo)定法的新的攝像機(jī)標(biāo)定算法；采用了改進(jìn)的SIFT算法解決了月球表面圖像紋理稀少，圖像的亮度受太陽(yáng)入射角的變換影響很大，立體匹配困難的問(wèn)題。最后分析了基于圖像校正的特征點(diǎn)三維重建算法，并以Visual C++、OpenCV和Open GL為平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了本文中各算法并對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。
　　首先介紹定標(biāo)過(guò)程中常用到的圖像坐標(biāo)系、攝像機(jī)坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系三個(gè)坐標(biāo)系；然后

3、分析了攝像機(jī)模型和定標(biāo)思想，重點(diǎn)分析基于張正友平面標(biāo)定法的攝像機(jī)標(biāo)定方法；提出了結(jié)合基于角點(diǎn)的亞像素特征提取算法和張正友的攝像機(jī)標(biāo)定法的新的攝像機(jī)標(biāo)定算法，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，得到了攝像機(jī)的內(nèi)外參數(shù)標(biāo)定結(jié)果，包括相機(jī)內(nèi)參數(shù)矩陣、畸變系數(shù)、旋轉(zhuǎn)向量、旋轉(zhuǎn)矩陣和平移向量等。
　　其次進(jìn)行了基于特征點(diǎn)的特征提取和立體匹配，它是三維重建的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，分析對(duì)比常用基本特征點(diǎn)提取算子Harris和SUSAN角點(diǎn)檢測(cè)算子，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；采用改進(jìn)的

4、SIFT算法解決了月球表面圖像紋理稀少，圖像的亮度受太陽(yáng)入射角的變換影響很大，立體匹配困難的問(wèn)題，分別用月表多光譜圖像數(shù)據(jù)、不同尺度和不同視點(diǎn)的月表圖像進(jìn)行特征點(diǎn)提取和立體匹配實(shí)驗(yàn)。
　　最后，分析了圖像校正在三維重建中的必要性，解釋了圖像校正的原理和算法，并重點(diǎn)研究了已校正圖像的快速三維重建算法，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和分析了已校正圖像和未校正圖像的三維重建算法。
　　本文以Visual C++，Open CV和Open GL為平臺(tái)，對(duì)