基于单目DSO的地下空间三维点云重建
发布时间：2021-11-17 02:21
随着我国城市化进展地不断推进,地面上的土地资源越来越稀缺,城市的发展已经大力向地下拓展,地下空间的利用率越来越高。但由于地下环境的密闭性、承重性、不易见性等特点,所以安全性检测尤为重要。传统的人工巡检方式需要极大的人力和时间成本,难以满足城市日益见长的地下空间发展需求。近年来,以机器视觉为代表的巡检机器人技术已经快速的发展起来,在很大程度上缓解了人工巡检的任务。但目前地巡检机器人的巡检路线主要是还是由人为设定,不能自主适用于陌生、复杂的环境。而现有的以神经网络为代表的自主巡检和导航方法,仍需大量的时间和样本来训练其网络,没有广泛的适用性。因此,本文结合最近几年发展快速的同时定位与地图重建（SLAM）技术,提出了一种基于单目DSO（Direct Sparse Odometry）的地下空间三维重建方法。本文工作主要体现在以下三个方面:首先,搭建数据采集平台获取实验数据,并就地下环境的光照不一致性造成的图像质量参差不齐问题,提出了一种基于RETINEX理论的图像增强方法,且通过实例验证该算法的有效性,确保图像质量的一致性,为后续算法的实施提供了良好的数据源。然后,就单目DSO三重建中的点云尺...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PTAM现实增强图
所以制作和购买成本低廉，可广泛适用。建受到许多学者的关注和研究。单目相机的数据图像的本质是拍照时的被测物体在相机内部留下维真实的世界反映到二维图像平面中，从字面上缺失了一个维度，而缺失的维度，也就是所谓的法找到一个合适的参考样本，也就无法从单幅图相机镜头的远近关系，即深度关系。在后面的研个非常重要的参数。即使是人类，在见过大量的觉，这可以帮助人们判断照片中的物体距离相机，物体受到光照后会留下影子；近处的物体可以这种直觉也无法得到准确的答案，如图 2-3 所示，无法判断究竟人是真实的，还是个小型模型，而言之，人类无法通过单幅图像确定一个物体真无法办到。所以想要恢复真正的三维结构，必须即应该缓慢的移动相机，才能估计它的运动情况
（a） （b）图 2-5 相机位移实例。(a)相机初始位置图像；(b)相机左偏移图像回环检测，又称闭环检测。目的是在 SLAM 运行过程中，不过同样的位置，如果发现位置相同，则交给下一步处理。相中，有可能回到了原点，但由于 VO 中会产生漂移误差，它计值却没有回到原点。所以，回环检测所关心的主要问题是原点”或怎么把“原点”识别出来。为了解决这个问题，需要让的场景”的能力。譬如，人们在原点处设置一个标志物（二维如果相机拍到了这个标志物，就表明此时此刻，相机所在的位别原点方法强烈依赖于标志物，若标志物缺损（二维码被撕有标志物，那么这种方法就完全失效了，导致这种方法的应较于在环境中添加标志物来识别原点，更为实用的方法是基断图像间的相似性，类比于人类的思维模式，当人类看到两，就认为这两张图片是同一个地方，而相似的依据就是人眼
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于“山水城市”理念下的中国特色生态城市初探[J]. 张海峰,季翔. 中外建筑. 2017(12)
[2]当前农村基层治理现代化面临的问题与挑战[J]. 饶静. 人民论坛·学术前沿. 2017(22)
[3]Retinex在光照不均文本图像中的研究[J]. 曾凡锋,刘树鹏. 计算机工程与设计. 2017(11)
[4]基于视觉里程计的单目红外视频三维重建[J]. 陈博洋,孙韶媛,叶国林,赵海涛. 激光与红外. 2017(10)
[5]地下空间普查成果的质量检查方法研究与实践[J]. 张君华,宋铖,魏保峰. 测绘地理信息. 2017(04)
[6]基于视觉的即时定位与地图重建（V-SLAM）综述[J]. 吕霖华. 中国战略新兴产业. 2017(04)
[7]超声波UDM100Q成槽检测在拱北隧道地下连续墙施工中的应用[J]. 郭彦兵. 施工技术. 2016(S1)
[8]近景摄影测量在地下三维重建中的应用[J]. 白洪伟,李进,穆星,吴满意. 沈阳大学学报(自然科学版). 2016(03)
[9]基于三维激光扫描点云的矿山巷道三维建模方法研究[J]. 江记洲,郭甲腾,吴立新,杨宜舟,周文辉,张培娜. 煤矿开采. 2016(02)
[10]GRP5000隧道检测车在上海地铁的应用研究[J]. 沈至毅,谭周. 山西建筑. 2013(27)
博士论文
[1]基于单目视觉的同时定位与地图重建算法研究[D]. 孟旭炯.浙江大学 2010
硕士论文
[1]月面巡视器同时定位与制图算法研究[D]. 郑寒.哈尔滨工业大学 2017
[2]地铁隧道激光扫描检测小车的研究与开发[D]. 魏楚文.武汉大学 2017
[3]基于Kinect多移动机器人3D同步定位与制图[D]. 施尚杰.华东理工大学 2017
[4]基于点线综合特征的双目视觉SLAM方法[D]. 谢晓佳.浙江大学 2017
[5]激光雷达点云采集和三维重建软件系统实现[D]. 白鑫鹏.西安电子科技大学 2014
[6]基于PFH与信息融合的移动场景实时三维重构研究精简算法[D]. 黄军君.东华大学 2014
本文编号：3500035
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PTAM现实增强图
所以制作和购买成本低廉，可广泛适用。建受到许多学者的关注和研究。单目相机的数据图像的本质是拍照时的被测物体在相机内部留下维真实的世界反映到二维图像平面中，从字面上缺失了一个维度，而缺失的维度，也就是所谓的法找到一个合适的参考样本，也就无法从单幅图相机镜头的远近关系，即深度关系。在后面的研个非常重要的参数。即使是人类，在见过大量的觉，这可以帮助人们判断照片中的物体距离相机，物体受到光照后会留下影子；近处的物体可以这种直觉也无法得到准确的答案，如图 2-3 所示，无法判断究竟人是真实的，还是个小型模型，而言之，人类无法通过单幅图像确定一个物体真无法办到。所以想要恢复真正的三维结构，必须即应该缓慢的移动相机，才能估计它的运动情况
（a） （b）图 2-5 相机位移实例。(a)相机初始位置图像；(b)相机左偏移图像回环检测，又称闭环检测。目的是在 SLAM 运行过程中，不过同样的位置，如果发现位置相同，则交给下一步处理。相中，有可能回到了原点，但由于 VO 中会产生漂移误差，它计值却没有回到原点。所以，回环检测所关心的主要问题是原点”或怎么把“原点”识别出来。为了解决这个问题，需要让的场景”的能力。譬如，人们在原点处设置一个标志物（二维如果相机拍到了这个标志物，就表明此时此刻，相机所在的位别原点方法强烈依赖于标志物，若标志物缺损（二维码被撕有标志物，那么这种方法就完全失效了，导致这种方法的应较于在环境中添加标志物来识别原点，更为实用的方法是基断图像间的相似性，类比于人类的思维模式，当人类看到两，就认为这两张图片是同一个地方，而相似的依据就是人眼
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于“山水城市”理念下的中国特色生态城市初探[J]. 张海峰,季翔. 中外建筑. 2017(12)
[2]当前农村基层治理现代化面临的问题与挑战[J]. 饶静. 人民论坛·学术前沿. 2017(22)
[3]Retinex在光照不均文本图像中的研究[J]. 曾凡锋,刘树鹏. 计算机工程与设计. 2017(11)
[4]基于视觉里程计的单目红外视频三维重建[J]. 陈博洋,孙韶媛,叶国林,赵海涛. 激光与红外. 2017(10)
[5]地下空间普查成果的质量检查方法研究与实践[J]. 张君华,宋铖,魏保峰. 测绘地理信息. 2017(04)
[6]基于视觉的即时定位与地图重建（V-SLAM）综述[J]. 吕霖华. 中国战略新兴产业. 2017(04)
[7]超声波UDM100Q成槽检测在拱北隧道地下连续墙施工中的应用[J]. 郭彦兵. 施工技术. 2016(S1)
[8]近景摄影测量在地下三维重建中的应用[J]. 白洪伟,李进,穆星,吴满意. 沈阳大学学报(自然科学版). 2016(03)
[9]基于三维激光扫描点云的矿山巷道三维建模方法研究[J]. 江记洲,郭甲腾,吴立新,杨宜舟,周文辉,张培娜. 煤矿开采. 2016(02)
[10]GRP5000隧道检测车在上海地铁的应用研究[J]. 沈至毅,谭周. 山西建筑. 2013(27)
博士论文
[1]基于单目视觉的同时定位与地图重建算法研究[D]. 孟旭炯.浙江大学 2010
硕士论文
[1]月面巡视器同时定位与制图算法研究[D]. 郑寒.哈尔滨工业大学 2017
[2]地铁隧道激光扫描检测小车的研究与开发[D]. 魏楚文.武汉大学 2017
[3]基于Kinect多移动机器人3D同步定位与制图[D]. 施尚杰.华东理工大学 2017
[4]基于点线综合特征的双目视觉SLAM方法[D]. 谢晓佳.浙江大学 2017
[5]激光雷达点云采集和三维重建软件系统实现[D]. 白鑫鹏.西安电子科技大学 2014
[6]基于PFH与信息融合的移动场景实时三维重构研究精简算法[D]. 黄军君.东华大学 2014
本文编号：3500035
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