三維場景構(gòu)建是指在計算機中用具體的數(shù)據(jù)將現(xiàn)實世界中的場景記錄、存儲并顯示出來的技術(shù)。近來,隨著激光掃描技術(shù)的飛速進步,高效精確獲得現(xiàn)實場景的三維立體信息變得越來越容易,而相機提供的二維圖像包含有場景的顏色紋理信息,將兩者融合起來用于構(gòu)建真實感強的三維場景,在智能機器人定位與導(dǎo)航、地理信息系統(tǒng)、文物古跡保護、虛擬現(xiàn)實游戲影視等領(lǐng)域有廣泛的前景。本文的研究內(nèi)容主要分為兩個方面:點云與圖像的精確配準(zhǔn),根據(jù)配準(zhǔn)結(jié)果將點云與多視圖像進行融合。首先,本文將配準(zhǔn)分為相機標(biāo)定和根據(jù)標(biāo)定結(jié)果對相機和激光掃描儀進行聯(lián)合標(biāo)定兩個過程。相機標(biāo)定可以確定標(biāo)定板在相機坐標(biāo)系下的平面模型,聯(lián)合標(biāo)定通過RANSAC算法對標(biāo)定板平面模型點云進行提取,然后通過優(yōu)化平面模型點云中的點到相機坐標(biāo)系下對應(yīng)的平面的距離求取兩組數(shù)據(jù)之間的最優(yōu)變換,進而計算出點云和圖像之間的配準(zhǔn)關(guān)系,這種方法可以有效避免三維選點誤差,具有很高的配準(zhǔn)精度。然后,本文將點云和單視角圖像根據(jù)線性差值進行了有效融合,針對相機視野較小的問題,考慮將相機裝配到與旋轉(zhuǎn)軸垂直的平面上,通過圓光柵確定轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的角度,同時從相鄰圖像SIFT特征點匹配信息中獲得旋轉(zhuǎn)矩陣... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Velodyne64線激光雷達

圖 1-2 單色點云 年斯坦福大學(xué)的數(shù)字米開朗基羅項目[16]首次把激光掃描儀與相機整合對激光掃描儀和相機坐標(biāo)系的精確標(biāo)定，將獲取的大理石雕像的形狀和融合，將雕像的大理石紋、污垢、蠟以及其所受的風(fēng)化影響通過數(shù)字化來，如圖 1-3 所示。

5圖 1-3 含有紋理信息的大理石雕像點云二維圖像數(shù)據(jù)融合起來的關(guān)鍵是確定三維關(guān)系，也就是點云和圖像的配準(zhǔn)問題，針各樣的嘗試。的IoannisStamos[17]等人利用場景三維點關(guān)系，以相機坐標(biāo)系原點和圖像中的直線直線兩端到該平面的距離最小求解出激光

【參考文獻】：
期刊論文
[1]激光掃描技術(shù)結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)在非遺保護中的應(yīng)用[J]. 曾凌,易琳,胡光洪.  激光雜志. 2017(12)
[2]基于三維激光掃描技術(shù)和VR-Platform的校園虛擬漫游系統(tǒng)設(shè)計[J]. 楊曉波,陳邦澤,張文翔,曹海龍,李欣亮,趙青.  實驗室研究與探索. 2017(10)
[3]基于C++/Qt的倉儲環(huán)境監(jiān)控客戶端應(yīng)用設(shè)計[J]. 張志成,錢慧芳,程誠.  電腦知識與技術(shù). 2017(26)
[4]基于激光反射率的點云與圖像自動融合[J]. 趙玲娜,花向紅,劉闖,李萬.  測繪工程. 2017(08)
[5]帶色彩地面激光雷達點云數(shù)據(jù)的勻光勻色方法[J]. 郭王,程效軍,程小龍,李泉.  同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(11)
[6]真彩色點云三維模型方法研究[J]. 于志路,姚吉利,馬寧.  測繪與空間地理信息. 2014(09)
[7]基于全景相機和全向激光雷達的致密三維重建[J]. 楊力,劉俊毅,王延長,劉濟林.  浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2014(08)
[8]三維激光點云與彩色影像融合方法及其工程應(yīng)用[J]. 李忠富.  山西建筑. 2013(23)
[9]直方圖均衡化的數(shù)學(xué)模型研究[J]. 吳成茂.  電子學(xué)報. 2013(03)
[10]基于密度的離群噪聲點檢測[J]. 張毅,劉旭敏,關(guān)永.  計算機應(yīng)用. 2010(03)

博士論文
[1]基于信息融合的移動機器人三維環(huán)境建模技術(shù)研究[D]. 張勤.北京郵電大學(xué) 2013

碩士論文
[1]室外三維點云采集系統(tǒng)研究[D]. 蔣崢.南京大學(xué) 2016
[2]三維激光掃描儀與數(shù)碼相機聯(lián)合標(biāo)定方法研究[D]. 趙松.解放軍信息工程大學(xué) 2012
[3]三維激光和單目視覺間的聯(lián)合標(biāo)定與數(shù)據(jù)融合[D]. 陳東.大連理工大學(xué) 2009



本文編號：3476870