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三维重构精度的矩阵分析方法研究

作　者: 夏科蕊
导　师: 孙敏；周晓光
学　校: 中南大学
专　业: 大地测量学与测量工程
关键词: 三维重构精度分析误差传递矩阵分析
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

三维重构是由两幅或两幅以上图像恢复出三维结构的一项新技术。由图像序列进行三维物体测量的最终目的是恢复出三维欧氏空间的尺度信息。由于三维重构技术在数据获取方面较传统摄影测量有较大的灵活性,近年来得到了迅速发展。然而由于三维重构技术最初的发展是计算机视觉,对精度的要求不高,国内外学者关于三维重构精度问题的探讨相对较少。但是如果三维重构技术要应用于摄影测量领域,则重构精度的评价问题是一个必须解决的关键问题。有鉴于此,论文研究了三维重构的精度评价方法,具体研究工作和创新点如下：1)评述了传统摄影测量与基于多视几何理论的三维重构过程,在分析传统摄影测量精度评定方法与三维重构理论模型的基础上,分析得出了现有的摄影测量精度评价理论难以直接应用于三维重构结果精度评评价的结论；2)评述了现有三维重构过程中的精度约束方法的不足,并在此基础上提出了一种基于矩阵分析的精度估计方法,该方法可以更快地得到三维重构模型的定量精度,并且对重构过程中所用到的基本矩阵和投影矩阵对最终结果的影响进行了分析；3)最后,使用近景拍摄的影像数据,对上述精度评定方法进行了验证,结果表明该方法可以较好地估计三维重构的精度,对实际生产工作具有一定的指导意义。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-13
  1.1 课题背景  8-9
  1.2 本课题研究的目的和意义  9-10
  1.3 国内外相关技术发展现状  10
  1.4 三维重构需要解决的主要问题  10-12
  1.5 本章小结  12-13
第二章传统摄影测量精度评定方法及矩阵分析理论  13-20
  2.1 共线方程  13-14
  2.2 共面方程  14-15
  2.3 传统摄影测量的精度估计方法  15-17
  2.4 矩阵微分理论  17-18
  2.5 本章小结  18-20
第三章三维重构计算模型  20-29
  3.1 三维重构过程  20-24
    3.1.1 三维重构的一般过程  20-21
    3.1.2 重构的多义性与分层重构思想  21-24
  3.2 三维重构计算模型  24
  3.3 基本矩阵F的计算方法  24-28
    3.3.1 已有的基本矩阵计算方法介绍  25-27
    3.3.2 F矩阵计算的几何解释  27-28
  3.4 本章小结  28-29
第四章模型误差传播及计算精度分析  29-39
  4.1 基本矩阵的误差  29-30
  4.2 三维点的误差  30-35
    4.2.1 线性三角形法计算三维点的坐标及误差  30-32
    4.2.2 捆集调整方法介绍  32
    4.2.3 求解三维点误差的一种探索方法  32-34
    4.2.4 矩阵分析法计算三维点的误差  34-35
  4.3 计算精度分析  35-38
    4.3.1 基本矩阵的协方差阵计算  36-37
    4.3.2 三维点坐标矩阵X的协方差阵  37-38
  4.4 本章小结  38-39
第五章实例验证  39-45
第六章结论与展望  45-47
  6.1 结论  45
  6.2 展望  45-47
参考文献  47-50
致谢  50-51
攻读学位期间主要的研究成果  51

三维重构精度的矩阵分析方法研究

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