本文關(guān)鍵詞：多鏡面折反射系統(tǒng)的標定與三維重建

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【摘要】：多鏡面折反射成像系統(tǒng)是一種由單個相機和多個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大視場圖像,繼而重構(gòu)三維場景,多鏡面折反射成像系統(tǒng)在機器人導(dǎo)航、場景監(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)雜的非單視點成像系統(tǒng)�，F(xiàn)有的多鏡面折反射成像系統(tǒng)的標定方法,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定方法。將每個鏡面與對應(yīng)成像區(qū)域建模為虛擬子相機,將多鏡面折反射系統(tǒng)的標定問題轉(zhuǎn)換成標定多個子相機和子相機之間的位置關(guān)系。為了更好地處理每一個子相機模型中的大失準偏置,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)上引入一個可以自由移動的虛擬球面投影中心,這使得模型極大地加強了處理大失準偏置的能力�；谧酉鄼C陣列模型和偏心球面投影模型,本文首先提出和實現(xiàn)了采用標定板標定多鏡面折反射相機陣列的方法。仿真和真實實驗都驗證了偏心球面投影模型的有效性和標定算法的可靠性�；谄那蛲队澳Ｐ秃投嘁晥D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,結(jié)合偏心球投影模型的后向映射,有效地實現(xiàn)了場景的稀疏重建。進一步地,將多鏡面的全向圖根據(jù)標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。對多個球面視差圖進行了視差優(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)果都較好地驗證了基于偏心球投影模型標定結(jié)果的準確性和重建算法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：非單視點折反射相機 多鏡面折反射成像系統(tǒng) 偏心球投影模型 標定板標定 三維重建
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：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)的子相機模型38
• 3.4 標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 標定偏心球投影的單個子相機41-42
• 3.6.2 優(yōu)化子相機之間的相對位姿42-43
• 3.7 實驗結(jié)果43-49
• 3.7.1 仿真實驗43-48
• 3.7.2 真實實驗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 空間點的初始化51-53
• 4.3.2 空間點優(yōu)化53-54
• 4.3.3 實驗結(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 實驗結(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

【相似文獻】

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本文編號：627011