目的目標(biāo)建模是機(jī)器視覺(jué)領(lǐng)域的主要研究方向之一,主動(dòng)目標(biāo)建模是在保證建模完整度的情況下,通過(guò)有計(jì)劃地調(diào)節(jié)相機(jī)的位姿參數(shù),以更少的視點(diǎn)和更短的運(yùn)動(dòng)路徑實(shí)現(xiàn)目標(biāo)建模的智能感知方法。為了反映主動(dòng)目標(biāo)建模的研究現(xiàn)狀和最新進(jìn)展,梳理分析了2004年以來(lái)的相關(guān)文獻(xiàn),對(duì)國(guó)內(nèi)外研究方法做出概括性總結(jié)。方法以重構(gòu)模型類(lèi)型和規(guī)劃視點(diǎn)所用信息作為劃分依據(jù),將無(wú)模型的主動(dòng)目標(biāo)建模方法分為基于表面的主動(dòng)目標(biāo)建模方法、基于搜索的目標(biāo)建模方法和兩者相結(jié)合的方法 3大類(lèi),重點(diǎn)對(duì)前兩類(lèi)方法進(jìn)行綜述,首先解釋了每類(lèi)方法的基本思想,總結(jié)每類(lèi)方法涉及的問(wèn)題,然后對(duì)相關(guān)問(wèn)題的主要研究方法進(jìn)行歸納和分析,最后將各個(gè)問(wèn)題的解決方法進(jìn)行合理的搭配組合,形成不同的主動(dòng)目標(biāo)建模方法,并對(duì)各類(lèi)方法的優(yōu)勢(shì)和局限性進(jìn)行了總結(jié)。結(jié)果各類(lèi)主動(dòng)目標(biāo)建模算法在適用場(chǎng)景范圍、計(jì)算復(fù)雜度等方面存在差異,但相對(duì)于傳統(tǒng)的被動(dòng)目標(biāo)建模方法,當(dāng)前的主動(dòng)目標(biāo)建模算法已經(jīng)能夠極大程度地提高建模任務(wù)的質(zhì)量和降低建模所需代價(jià)。結(jié)論基于表面的主動(dòng)目標(biāo)建模方法思想相對(duì)簡(jiǎn)單,但僅適用于表面簡(jiǎn)單的目標(biāo)建模�；谒阉鞯哪繕�(biāo)建模方法能夠量化地評(píng)價(jià)每一個(gè)候選視點(diǎn),適用廣泛且涉及的問(wèn)題相... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào). 2019,24(07)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：11 頁(yè)

【部分圖文】：

主動(dòng)目標(biāo)建模算法流程圖Fig．1Algorithmflowchartofactiveobjectreconstruction

Vol．24，No．7，Jul．20191020圖22004—2018年論文發(fā)表量分布圖Fig．2Distributionofpaperspublishedin2004—2018夠高質(zhì)量地對(duì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)全覆蓋。無(wú)模型的主動(dòng)目標(biāo)建模是指沒(méi)有目標(biāo)的任何信息，僅從第一視點(diǎn)獲得的信息開(kāi)始，一步步地進(jìn)行規(guī)劃，最終實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的幾何建模。在實(shí)際應(yīng)用中，第二類(lèi)的情況更多，相對(duì)更也難，因此對(duì)無(wú)模型主動(dòng)目標(biāo)建模的研究相對(duì)較多。有模型的預(yù)規(guī)劃方法相對(duì)簡(jiǎn)單，也更成熟，因此本文僅對(duì)無(wú)模型任務(wù)的方法進(jìn)行綜述，有模型的方法可參見(jiàn)文獻(xiàn)［20-25］。對(duì)于無(wú)模型的主動(dòng)目標(biāo)建模任務(wù)，以重構(gòu)模型類(lèi)型和規(guī)劃視點(diǎn)時(shí)使用的信息作為劃分依據(jù)，其研究方法主要分為3大類(lèi):基于表面的方法(surface-basedmethods)、基于搜索的方法(search-basedmethods)和兩者相結(jié)合的方法(hybridmethods)�；诒砻娴姆椒ㄊ褂命c(diǎn)云、三角面片等模型，利用當(dāng)前已獲得的局部模型提取表面信息，對(duì)未知區(qū)域形狀分類(lèi)，從而決定下一視點(diǎn);基于搜索的方法使用體素模型，首先用一定的方法確定批量候選視點(diǎn)，然后用合理的評(píng)價(jià)函數(shù)對(duì)這些視點(diǎn)打分，分?jǐn)?shù)最高的候選視點(diǎn)作為下一最佳視點(diǎn);兩者相結(jié)合的方法同時(shí)使用表面模型和體素模型，綜合利用兩類(lèi)方法的優(yōu)勢(shì)，為視點(diǎn)規(guī)劃提供更多的有效信息［26-27］。但是目前兩者相結(jié)合的方法并沒(méi)有獲得太多研究，因此本文僅對(duì)基于表面和基于搜索的兩種主動(dòng)目標(biāo)建模類(lèi)型中的相關(guān)方法作歸納總結(jié)。分別以“3dreconstruction”+“nextbestview”+“surfacebased”和“3dreconstruction”+“nextbestview”+“voxel”作為關(guān)鍵詞搜索論文發(fā)表情況，結(jié)果如圖2所示，表明在主動(dòng)目標(biāo)建模方法中基于搜索的方法占比相對(duì)基于表面的?

第24卷/第7期/2019年7月孔研自，朱楓，郝穎明，吳清瀟，魯榮榮/主動(dòng)目標(biāo)幾何建模研究方法綜述1021平或豎直延伸的方向;2)該邊緣點(diǎn)處的主曲線(xiàn)方向;3)該邊緣點(diǎn)的高斯曲線(xiàn)方向;4)自行選定，易于下一步操作的表面曲線(xiàn)來(lái)表示探測(cè)方向，如圖3。圖3探測(cè)方向曲線(xiàn)Fig．3Thecurveofdetectiondirection2.2未知表面預(yù)測(cè)問(wèn)題未知表面預(yù)測(cè)包括兩種方法，一是直接法，利用已知點(diǎn)坐標(biāo)擬合未知表面;二是間接法，使用表面的幾何特征(如曲率、幾何形狀等)擬合未知區(qū)域的特征，進(jìn)而預(yù)測(cè)未知表面。用直接法預(yù)測(cè)未知表面，算法形式比較簡(jiǎn)單，常用的表面表示方法包括二次曲面表示方法［27］、多項(xiàng)式表示方法［30-31］等。間接法預(yù)測(cè)未知表面，是在對(duì)已知表面進(jìn)行處理以后，利用其表面特征來(lái)估計(jì)未知區(qū)域表面。對(duì)較平緩的曲線(xiàn)，可使用已知部分各點(diǎn)曲率對(duì)未知部分進(jìn)行擬合［29］。這類(lèi)方法計(jì)算量相對(duì)較小，但間接地對(duì)曲線(xiàn)進(jìn)行擬合可能會(huì)帶來(lái)更大的擬合誤差。2.3下一最佳視點(diǎn)確定問(wèn)題為了滿(mǎn)足后續(xù)數(shù)據(jù)融合的需求，相鄰兩幀圖像需要保證一定的重疊區(qū)域;同時(shí)，移動(dòng)后的相機(jī)位置可能與預(yù)期存在偏差，為了保證有效的點(diǎn)云配準(zhǔn)，重疊區(qū)域需要含有足夠的信息量，這種約束稱(chēng)為前后幀重疊約束。為了滿(mǎn)足前后幀重疊約束，同時(shí)以探測(cè)到更多的未知區(qū)域作為優(yōu)化目標(biāo)，下一視點(diǎn)確定轉(zhuǎn)化為一定約束下的目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題求解，如圖4所示。3基于搜索的主動(dòng)目標(biāo)建�；谒阉鞯闹鲃�(dòng)目標(biāo)建模方法的基本思想是利用體素模型中各個(gè)體素包含的信息及其與視點(diǎn)之間的位置關(guān)系，在若干候選視點(diǎn)中用合適的評(píng)價(jià)函數(shù)選擇最佳視點(diǎn)。使用這類(lèi)方法確定下一最佳視點(diǎn)的圖4下一

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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