本文關(guān)鍵詞：基于單目視覺圖像序列的三維重構(gòu)

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【摘要】：在機器視覺研究領(lǐng)域中,三維重構(gòu)一向是其中的熱點和難點之一。三維重構(gòu)技術(shù)可以通過傳感器得到的二維圖像信息,經(jīng)過一定的算法來恢復(fù)三維物體表面的三維信息。該問題的成果已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機器人導(dǎo)航、精密工業(yè)加工、非接觸式測量、虛擬現(xiàn)實、現(xiàn)場勘探以及軍事等各個領(lǐng)域。本文提出了完整的基于單目視覺的圖像序列的三維重構(gòu)算法,具有實驗過程簡便、成本容易控制、自動化程度較高、非接觸、適用范圍廣泛等優(yōu)點,對特征點提取和匹配、攝像機矩陣計算、三維重構(gòu)等技術(shù)進行詳細的介紹,并對一些重點難點進行了分析研究。首先,本文對攝像機模型和對極幾何進行了深入研究。通過利用對極幾何的相關(guān)知識,不同視圖之間的基本矩陣可以求得。根據(jù)前面求得的基本矩陣,就可以得到兩幅圖對應(yīng)的攝像機矩陣。第二,本文對如何求取攝像機矩陣進行了深入詳細的分析。對于已標定的攝像機,求取攝像機矩陣的問題其實就是求取攝像機的外部參數(shù)。求取外部參數(shù)的問題是一個求解高非線性的超定方程組的問題。這類問題一般具有難度大、局部極小值多、精度低、魯棒性難以保證的特點。本文詳細介紹了三種求解方法——DLT算法、角錐體法、遺傳算法。本文對不同的方法中經(jīng)常遇到的疑難問題進行了介紹,并提出了自己的解決方案。針對不同的實驗條件和誤差水平,可以選擇相應(yīng)的最優(yōu)的解決方案,提高了算法的效率和適用范圍。第三,本文對三維重構(gòu)過程中常見的問題進行了詳細介紹和討論,并提出了相應(yīng)的解決方案,并對多幅視圖的三維重構(gòu)過程進行了詳細介紹。為提高三維重構(gòu)的精度,可以采用整體優(yōu)化調(diào)整的方法,為避免參數(shù)過多,我們采用了交替優(yōu)化的方法,使得計算的復(fù)雜度有了很大的降低,重構(gòu)過程中的效率得到了保證。第四,本文通過大量的模擬實驗和實際實驗,比較了不同的攝像機矩陣求解算法的異同,同時在實驗中不斷改進遺傳算法的細節(jié),使得算法效率不斷提升,最終在保證精度的情況下達到了較高的運算效率。在模擬實驗中,計算誤差基本與預(yù)期相同,在實際實驗中,誤差水平在0.05個像素左右,達到理想的精度。第五,綜合應(yīng)用以上的算法,完成了對圖像序列的三維重構(gòu),反投平均誤差在0.75個像素左右,達到了預(yù)期的精度。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 李寒;牛紀楨;郭禾;;基于特征點的全自動無縫圖像拼接方法[J];計算機工程與設(shè)計;2007年09期

2 李軍華;黎明;袁麗華;;基于個體相似度交叉率自適應(yīng)的遺傳算法[J];系統(tǒng)工程;2006年09期

3 陶卿,曹進德,孫德敏,方廷健;基于約束區(qū)域神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)遺傳算法[J];軟件學(xué)報;2001年03期

4 蘇成,徐迎慶,李華,劉慎權(quán),李冬果;判定P3P問題正解數(shù)目的充要條件[J];計算機學(xué)報;1998年12期

5 惲為民，席裕庚;遺傳算法的全局收斂性和計算效率分析[J];控制理論與應(yīng)用;1996年04期

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本文編號：1190916