基于全球定位系統(tǒng)的大規(guī)模場景三維重建算法研究.pdf

1、大規(guī)模場景的三維重建已經(jīng)成為未來計算機視覺的發(fā)展趨勢之一。不僅在計算機視覺領(lǐng)域有著重大的研究意義，大規(guī)模場景三維重建在其他諸如測繪、城市規(guī)劃等領(lǐng)域也將有廣泛的應(yīng)用。但目前，大規(guī)模場景三維重建仍缺少合適的方法。傳統(tǒng)基于普通攝像機模型的重建方法，由于普通攝像機視角的限制，重建效率低下，且重建連續(xù)性不好，導(dǎo)致現(xiàn)行算法不再適用大規(guī)模場景的三維重建工程。同時大場景重建過程中還會出現(xiàn)累積誤差過大、真實世界尺度無法引入和重建耗時龐大等問題。因此，獲得

2、一套適用于大場景重建的改進算法極其必要。
　　本文對全景三維重建算法深入研究，推出了一種基于全球定位系統(tǒng)的大規(guī)模場景三維重建改進算法，利用自主搭建的多傳感器采集系統(tǒng)獲得的全景圖像和位置信息，實現(xiàn)了大規(guī)模場景稀疏點云結(jié)構(gòu)的重建。
　　首先，根據(jù)城市復(fù)雜的地形和交通情況，設(shè)計了一套多傳感器全景圖像采集系統(tǒng)，用來為后期重建工作提供優(yōu)質(zhì)的圖像和定位信息。
　　然后，在球形攝像機模型的定義和性質(zhì)的基礎(chǔ)上，深入研究了基于球形攝像模

3、型的全景三維重建算法。包括對普通SIFT特征提取匹配算法和一般攝像機模型下的三維結(jié)構(gòu)恢復(fù)方法的球面改造，使其適合球形全景圖的三維重建。
　　接著，針對大規(guī)模場景三維重建中存在的累積誤差和尺度引入問題，對三維重建過程中的捆集調(diào)整算法進行了探究。分別實現(xiàn)了帶權(quán)值的捆集調(diào)整改進算法和基于位置約束的捆集調(diào)整改進算法。并對兩種改進算法的重建結(jié)果進行了比較分析。
　　最后，以并行計算和圖像處理器的相關(guān)知識為基礎(chǔ)，研究了大規(guī)模場景三維重建