本文關(guān)鍵詞：多鏡面折反射系統(tǒng)的標(biāo)定與三維重建

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【摘要】：多鏡面折反射成像系統(tǒng)是一種由單個(gè)相機(jī)和多個(gè)鏡面組成的新型成像系統(tǒng)。由于其在單次成像中可以獲得多個(gè)大視場(chǎng)圖像,繼而重構(gòu)三維場(chǎng)景,多鏡面折反射成像系統(tǒng)在機(jī)器人導(dǎo)航、場(chǎng)景監(jiān)控、環(huán)境感知和三維重建等眾多領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。建模并標(biāo)定折反射成像系統(tǒng)是諸多應(yīng)用中的必要步驟。多鏡面折反射成像系統(tǒng)是一種復(fù)雜的非單視點(diǎn)成像系統(tǒng)�，F(xiàn)有的多鏡面折反射成像系統(tǒng)的標(biāo)定方法,往往模型復(fù)雜操作繁瑣且精度有限。因此,研究多鏡面折反射系統(tǒng)的成像模型顯得十分有意義。本文提出了一種多鏡面折反射成像系統(tǒng)的新的陣列成像模型和標(biāo)定方法。將每個(gè)鏡面與對(duì)應(yīng)成像區(qū)域建模為虛擬子相機(jī),將多鏡面折反射系統(tǒng)的標(biāo)定問題轉(zhuǎn)換成標(biāo)定多個(gè)子相機(jī)和子相機(jī)之間的位置關(guān)系。為了更好地處理每一個(gè)子相機(jī)模型中的大失準(zhǔn)偏置,提出了一種新穎的偏心球投影模型。偏心球投影模型在單位球模型的基礎(chǔ)上引入一個(gè)可以自由移動(dòng)的虛擬球面投影中心,這使得模型極大地加強(qiáng)了處理大失準(zhǔn)偏置的能力�；谧酉鄼C(jī)陣列模型和偏心球面投影模型,本文首先提出和實(shí)現(xiàn)了采用標(biāo)定板標(biāo)定多鏡面折反射相機(jī)陣列的方法。仿真和真實(shí)實(shí)驗(yàn)都驗(yàn)證了偏心球面投影模型的有效性和標(biāo)定算法的可靠性。基于偏心球投影模型和多視圖幾何,本文提出了利用多鏡面折反射成像系統(tǒng)的三維重建方法。首先,通過單次拍攝得到的全向圖,提取不同鏡面圖像的特征點(diǎn),結(jié)合偏心球投影模型的后向映射,有效地實(shí)現(xiàn)了場(chǎng)景的稀疏重建。進(jìn)一步地,將多鏡面的全向圖根據(jù)標(biāo)定后得到的偏心球模型后向投影到球面上,使用球面立體匹配算法得到了致密的球面視差圖。對(duì)多個(gè)球面視差圖進(jìn)行了視差優(yōu)化后獲得了統(tǒng)一致密的三維重建。稀疏重建和致密重建的結(jié)果都較好地驗(yàn)證了基于偏心球投影模型標(biāo)定結(jié)果的準(zhǔn)確性和重建算法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：非單視點(diǎn)折反射相機(jī) 多鏡面折反射成像系統(tǒng) 偏心球投影模型 標(biāo)定板標(biāo)定 三維重建
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH74
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 第1章 緒論15-22
• 1.1 研究的背景和意義15-16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)16-19
• 1.3 本文的主要內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)19-22
• 第2章 多鏡面折反射系統(tǒng)22-35
• 2.1 簡介22
• 2.2 單鏡面折反射系統(tǒng)22-31
• 2.2.1 統(tǒng)一理論和單位球模型22-26
• 2.2.2 改進(jìn)的單位球模型26-29
• 2.2.3 廣義統(tǒng)一模型29-31
• 2.3 多鏡面折反射系統(tǒng)31-35
• 2.3.1 多鏡面折反射系統(tǒng)的標(biāo)定31-33
• 2.3.2 多鏡面折反射系統(tǒng)的三維重建33-35
• 第3章 偏心球投影模型及其標(biāo)定35-50
• 3.1 簡介35
• 3.2 偏心球投影模型35-38
• 3.2.1 投影模型36-37
• 3.2.2 模型參數(shù)37-38
• 3.3 多鏡面折反射系統(tǒng)的子相機(jī)模型38
• 3.4 標(biāo)定多鏡面折反射系統(tǒng)38-40
• 3.5 參數(shù)的初始化40-41
• 3.6 非線性優(yōu)化最終解41-43
• 3.6.1 標(biāo)定偏心球投影的單個(gè)子相機(jī)41-42
• 3.6.2 優(yōu)化子相機(jī)之間的相對(duì)位姿42-43
• 3.7 實(shí)驗(yàn)結(jié)果43-49
• 3.7.1 仿真實(shí)驗(yàn)43-48
• 3.7.2 真實(shí)實(shí)驗(yàn)48-49
• 3.8 小結(jié)49-50
• 第4章 多鏡面折反射系統(tǒng)的三維重建50-71
• 4.1 簡介50
• 4.2 基于偏心球投影模型的后向投影50-51
• 4.3 稀疏重建51-57
• 4.3.1 空間點(diǎn)的初始化51-53
• 4.3.2 空間點(diǎn)優(yōu)化53-54
• 4.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果54-57
• 4.4 致密重建57-70
• 4.4.1 基于偏心球投影的球面校正59-63
• 4.4.2 立體匹配與視差融合63-65
• 4.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果65-70
• 4.5 小結(jié)70-71
• 第5章 總結(jié)與展望71-73
• 5.1 本文工作總結(jié)71-72
• 5.2 未來工作展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-75
• 所參加的科研工作75-76
• 在學(xué)期間所取得的科研成果76

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本文編號(hào)：627011