基于Kinect的空間場景三維分割技術(shù)研究.pdf

1、圖像分割是圖像處理領(lǐng)域的重點(diǎn)研究內(nèi)容和難點(diǎn)之一，是圖像分析、識(shí)別前的重要環(huán)節(jié)，其應(yīng)用領(lǐng)域有很多，如在智能移動(dòng)機(jī)器人的場景理解應(yīng)用中就起著重要的作用。圖像處理的相關(guān)研究重要前提又需要有好的圖像數(shù)據(jù)，隨著三維視覺傳感技術(shù)的發(fā)展，使得同步獲取場景的圖像信息和三維信息成為可能。傳統(tǒng)灰度級(jí)圖像分割的基本理論可以推廣到空間場景的三維圖像分割中，三維圖像分割方法可充分考慮圖像像素?cái)?shù)據(jù)在圖像信息和空間位置上的相關(guān)性，比傳統(tǒng)二維圖像或三維數(shù)據(jù)具有更高的準(zhǔn)

2、確率和可靠性，所以基于三維視覺的圖像分割成為新的研究熱點(diǎn)，并有著巨大的應(yīng)用潛力和需求。
　　平面是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)三維場景的重要組成，所以對(duì)三維空間中的平面特征檢測也就成為移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航、工業(yè)機(jī)器人三維場景識(shí)別和測量等領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容。進(jìn)行該研究的重要前提是獲取空間場景的三維圖像信息，通過研究比較，本文采用Kinect攝像機(jī)來獲取空間場景三維視覺信息，基于其同時(shí)獲取的場景三維信息和對(duì)應(yīng)點(diǎn)的彩色信息實(shí)現(xiàn)三維場景的平面特征檢測。
　

3、　本文首先基于三維空間平面特征幾何模型，提出一種空間平面特征檢測的方法。該方法基于三維攝像機(jī)獲取的三維點(diǎn)云圖像，依據(jù)主成分分析法(PCA)和k-近鄰搜索，進(jìn)行區(qū)域平面檢測，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。其次，針對(duì)該方法存在的問題，為提高平面特征檢測的準(zhǔn)確性，對(duì)該方法進(jìn)行改進(jìn)，即為降低三維傳感器自身性能和環(huán)境因素造成的測量干擾，在平面特征檢測中引入非線性濾波算法，對(duì)三維數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪處理;為減少過分割現(xiàn)象，對(duì)初步擬合平面區(qū)域進(jìn)行合并、小區(qū)域刪除與點(diǎn)后校驗(yàn)