本文關(guān)鍵詞：面向飛行模擬視景系統(tǒng)的三維場景重建，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著航空技術(shù)的發(fā)展,用于模擬飛機(jī)全部或部分性能的飛行模擬器被設(shè)計(jì)并廣泛應(yīng)用。其中,對于視景系統(tǒng)的研發(fā)工作也越來越深入,為了增強(qiáng)視景的真實(shí)性、讓飛行員在進(jìn)行培訓(xùn)時(shí)有更深的沉浸感,相關(guān)的視景、場景往往以三維形式呈現(xiàn)。針對飛行模擬視景子系統(tǒng)的特殊需求,本文提出了一種面向飛行模擬視景子系統(tǒng)的三維重建方法,在保證場景重建效果的同時(shí),減少人為工作量,提高場景重建效率。本文通過立體視覺系統(tǒng)采集三維場景的二維圖像,利用立體對極幾何關(guān)系從二維圖像中提取三維信息,恢復(fù)場景的三維結(jié)構(gòu)。基于基本的數(shù)學(xué)幾何知識、物理光學(xué)知識,論文詳細(xì)分析了目前較為成熟的三維重建算法以及重建過程中重要的技術(shù)手段,并提出了三維場景重建系統(tǒng)的基本流程。針對重建過程中最關(guān)鍵的特征匹配問題,展開了詳細(xì)的討論。為了增強(qiáng)匹配的準(zhǔn)確性,本文提出了多級特征匹配的方法,通過點(diǎn)特征匹配、線特征匹配以及區(qū)域特征匹配三級匹配方法進(jìn)行特征匹配。針對每種特征匹配,研究討論這些特征基元各自的匹配方法,實(shí)現(xiàn)多級特征匹配。對于直線特征匹配,提出了一種基于單應(yīng)性矩陣和多重約束的線特征多級匹配方法,有效地解決了算法提取過程中存在遮擋、直線斷裂等問題。對于區(qū)域匹配,在全局能量函數(shù)以及圖割等概念的基礎(chǔ)上,詳細(xì)介紹了最大流/最小割算法的基本原理、算法流程,并用實(shí)驗(yàn)證明算法不僅在低紋理區(qū)域匹配時(shí)精度較高,而且景物邊界清晰,視差圖中的噪聲點(diǎn)、非可用視差點(diǎn)較少。針對飛行模擬視景系統(tǒng)對不同視覺深度的不同要求,本文提出了基于尺度空間的三維場景重建方法。深度較淺,離視點(diǎn)較近的景物,呈現(xiàn)更多的細(xì)節(jié)信息;而對于深度較深,離視點(diǎn)較遠(yuǎn)的景物,則表現(xiàn)較少的細(xì)節(jié)表現(xiàn)。論文對上述算法進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了本文面向飛行模擬視景子系統(tǒng)的三維重建方法的可行性和準(zhǔn)確性,為飛行模擬視景系統(tǒng)的開發(fā)提供了一種新的可行性研究思路。
【關(guān)鍵詞】：視景系統(tǒng) 立體視覺 三維重建 特征匹配 直線匹配 區(qū)域匹配 多尺度空間
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 課題背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 計(jì)算機(jī)視覺研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 三維重建方法研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容13-16
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容14
• 1.3.2 本文結(jié)構(gòu)14-16
• 第二章 三維重建的基本理論16-29
• 2.1 成像原理16-19
• 2.1.1 成像過程16-17
• 2.1.2 成像模型17-19
• 2.2 對極幾何19-25
• 2.2.1 立體成像19-20
• 2.2.2 基礎(chǔ)矩陣20-23
• 2.2.3 單應(yīng)矩陣23-25
• 2.3 三維重建25-28
• 2.3.1 分層重建25-26
• 2.3.2 三維重建的基本流程26-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第三章 立體匹配方法29-50
• 3.1 引言29
• 3.2 點(diǎn)特征匹配29-34
• 3.2.1 SIFT算法30-33
• 2.2.2 點(diǎn)特征匹配33-34
• 3.3 線特征匹配34-41
• 3.3.1 引言34-35
• 3.3.2 匹配約束條件35-37
• 3.3.3 算法描述37-39
• 3.3.4 實(shí)驗(yàn)分析39-41
• 3.4 區(qū)域匹配41-48
• 3.4.1 引言41-42
• 3.4.2 能量函數(shù)42-44
• 3.4.3 最大流最小割算法44-47
• 3.4.6 實(shí)驗(yàn)分析47-48
• 3.5 本章小結(jié)48-50
• 第四章 面向飛行模擬視景子系統(tǒng)的三維重建方法50-58
• 4.1 三維場景重建50-53
• 4.1.1 視差圖與深度50-51
• 4.1.2 紋理映射51-52
• 4.1.3 算法描述52-53
• 4.2 三維重建方法實(shí)驗(yàn)及分析53-58
• 4.2.1 室內(nèi)場景重建53-56
• 4.2.2 機(jī)場場景重建56-58
• 第五章 總結(jié)與展望58-60
• 5.1 總結(jié)58
• 5.2 后期工作展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-62
• 致謝62-64
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文64

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