基于双目立体视觉的三维重建研究
随着计算机技术的飞速发展,图像的三维重建已经成为计算机立体视觉中的一个研究热点。图像的三维重建是以获得的图像为基础,从中获得有用的信息,最终得到场景中物体的三维信息。现在已广泛应用于视觉导航、医学诊断、航空测绘及工业检测等领域。因此,本论文的研究具有很重要的科研价值和现实意义。 双目立体视觉是以Marr视觉理论为基础的一种重要的三维重建方法。该方法主要是运用两台摄像机对同一物体在不同的位置进行拍摄。获取图像后根据几何原理来实现三维场景的恢复。本文的主要工作是研究基于双目立体视觉的三维重建。重点研究三维重建中的关键部分:摄像机标定、图像处理及边缘检测、立体匹配及三维重建。 在摄像机标定中,首先介绍了摄像机的线性及非线性成像模型,详细的研究了摄像机标定方法的分类及常用的经典标定方法:Tsai两步法和张正友平面模板法。提出了一种基于自适应阈值提取的摄像机标定系统方法,并对提高标定精度的方法进行了研究与探讨,总结出了影响标定精度的因素与提高精度的方法,并用实验进行了验证,取得了较好精度的摄像机内、外参数。为后续工作的进行做了充分的准备。在图像预处理与边缘检测中,对图像平滑中的经典算法:领域平均法、选择式掩模法、中值滤波,图像锐化中的经典算法:梯度锐化和拉普拉斯锐化,分别进行了实验对比;对边缘检测中的经典算子Robert算子、Prewitt算子、Sobel算子及Laplacian算子进行了介绍,提出了一种基于Laplacian算子的新模板,并通过实验验证了其有效性。在立体匹配中,介绍了立体匹配方法的分类,重点研究了基于Harris算子的特征点提取及基于极线约束的特征点匹配,并获得了实验结果。在三维重建中,阐述了基于平行双目与实际双目模型的三维重建的原理,并实现了对物体的三维重建。
双目立体视觉;三维重建技术;摄像机标定;边缘检测;图像处理;Harris算子
武汉工程大学
硕士
模式识别与智能系统
王海晖
2012
中文
TP242.62;TP391.4
100
2012-12-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）