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基于图像的三维物体建模系统的研究与实现

作　者: 王伟
导　师: 梁栋
学　校: 安徽大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 三维建模系统整体标定三维数据融合平面单应结构光
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 295次
引　用: 2次
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内容摘要

基于图像的三维物体建模是计算机视觉领域的重要研究课题，其特点是：在进行三维建模时，不需要与待建模物体相接触，并且建模速度快、成本低、精度高，具有极大的社会需求和发展前景，研究成果可广泛应用于在虚拟现实、文物保护、机械加工、影视特技制作、计算机仿真、服装设计等领域。因此对基于图像的三维物体建模系统进行研究和开发不但具有重要的理论意义而且具有广泛的应用前景。本文分析了三维建模技术的发展现状，对基于图像的三维物体建模系统进行了较为深入的研究，包括系统原理、系统标定、光栅检测与匹配、三维数据融合等。本文所完成的主要研究成果如下： 1．对系统整体标定方法(三位一体的标定方法)进行了研究，该方法不需要标定摄像机内参数、基线长度以及光线与基线之间的夹角，只需要标定出每个光平面在世界坐标系中的方程和摄像机的投影矩阵，就可以完成整个标定过程，系统的整体标定精度较高。 2．对角点检测优化技术进行了研究，利用平面单应原理，在保证角点检测精确度的基础上大幅度简化了角点匹配工作，提高了运算速度。 3．研究了一种新的光栅模式及该模式下的光栅标注方法，该标注方法相比以往的动态规划算法大大提高了标注速度，并且该方法在存在光栅遮挡时也有较高的标注准确度。 4．在多视点三维数据融合中，提出了一种通过计算消影点来求解工作台旋转角度的方法，该方法简单易行、降低了成本。 5．对三维数据的后期处理进行了研究，使所得数据结果可以直接与其他商业软件(如AutoCAD、3dmax等)兼容。 6．在VC++平台上完成了系统的编程工作，实现了一个基于图像的三维物体建模软件系统。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
插图清单  9-11
List of Figures  11-13
第一章绪论  13-17
  1.1 计算机视觉与三维建模  13-14
  1.2 基于图像的三维物体建模技术发展现状  14-15
  1.3 本文的主要研究内容  15-16
  1.3 论文的组织结构  16-17
第二章系统标定与三维数据建模  17-37
  2.1 系统整体标定原理  18-19
  2.2 标定摄像机投影矩阵  19-23
  2.3 计算光平面方程  23-32
    2.3.1 光栅边缘检测  24-27
    2.3.2 Hough变换检测直线与光平面方程的计算  27-32
  2.3 光栅边缘标注索引  32-36
  2.4 一个面的三维建模  36
  2.5 本章小结  36-37
第三章三维数据融合与后期数据处理  37-46
  3.1 多视点下三维点云数据的融合  37-39
  3.2 旋转轴的标定  39-41
  3.3 旋转角度的测量  41-43
  3.4 三维数据的后期处理  43-45
  3.5 本章小结  45-46
第四章系统的实现  46-62
  4.1 系统整体介绍  46-47
  4.2 各子系统操作界面介绍  47-51
  4.3 实际建模数据  51-57
  4.4 三维建模精度分析  57-60
  4.5 本章小结  60-62
第五章总结与展望  62-63
参考文献  63-66
致谢  66-67
攻读硕士学位期间发表的学术论文  67
攻读硕士学位期间参加的科研项目  67

基于图像的三维物体建模系统的研究与实现

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