基于数据融合的三维多视场景构建设计与实现

发布时间：2021-11-05 02:18

　　三维场景构建是指在计算机中用具体的数据将现实世界中的场景记录、存储并显示出来的技术。近来,随着激光扫描技术的飞速进步,高效精确获得现实场景的三维立体信息变得越来越容易,而相机提供的二维图像包含有场景的颜色纹理信息,将两者融合起来用于构建真实感强的三维场景,在智能机器人定位与导航、地理信息系统、文物古迹保护、虚拟现实游戏影视等领域有广泛的前景。本文的研究内容主要分为两个方面:点云与图像的精确配准,根据配准结果将点云与多视图像进行融合。首先,本文将配准分为相机标定和根据标定结果对相机和激光扫描仪进行联合标定两个过程。相机标定可以确定标定板在相机坐标系下的平面模型,联合标定通过RANSAC算法对标定板平面模型点云进行提取,然后通过优化平面模型点云中的点到相机坐标系下对应的平面的距离求取两组数据之间的最优变换,进而计算出点云和图像之间的配准关系,这种方法可以有效避免三维选点误差,具有很高的配准精度。然后,本文将点云和单视角图像根据线性差值进行了有效融合,针对相机视野较小的问题,考虑将相机装配到与旋转轴垂直的平面上,通过圆光栅确定转轴旋转的角度,同时从相邻图像SIFT特征点匹配信息中获得旋转矩阵... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Velodyne64线激光雷达

图 1-2 单色点云 年斯坦福大学的数字米开朗基罗项目[16]首次把激光扫描仪与相机整合对激光扫描仪和相机坐标系的精确标定，将获取的大理石雕像的形状和融合，将雕像的大理石纹、污垢、蜡以及其所受的风化影响通过数字化来，如图 1-3 所示。

5图 1-3 含有纹理信息的大理石雕像点云二维图像数据融合起来的关键是确定三维关系，也就是点云和图像的配准问题，针各样的尝试。的IoannisStamos[17]等人利用场景三维点关系，以相机坐标系原点和图像中的直线直线两端到该平面的距离最小求解出激光

【参考文献】：
期刊论文
[1]激光扫描技术结合虚拟现实技术在非遗保护中的应用[J]. 曾凌,易琳,胡光洪.  激光杂志. 2017(12)
[2]基于三维激光扫描技术和VR-Platform的校园虚拟漫游系统设计[J]. 杨晓波,陈邦泽,张文翔,曹海龙,李欣亮,赵青.  实验室研究与探索. 2017(10)
[3]基于C++/Qt的仓储环境监控客户端应用设计[J]. 张志成,钱慧芳,程诚.  电脑知识与技术. 2017(26)
[4]基于激光反射率的点云与图像自动融合[J]. 赵玲娜,花向红,刘闯,李万.  测绘工程. 2017(08)
[5]带色彩地面激光雷达点云数据的匀光匀色方法[J]. 郭王,程效军,程小龙,李泉.  同济大学学报(自然科学版). 2016(11)
[6]真彩色点云三维模型方法研究[J]. 于志路,姚吉利,马宁.  测绘与空间地理信息. 2014(09)
[7]基于全景相机和全向激光雷达的致密三维重建[J]. 杨力,刘俊毅,王延长,刘济林.  浙江大学学报(工学版). 2014(08)
[8]三维激光点云与彩色影像融合方法及其工程应用[J]. 李忠富.  山西建筑. 2013(23)
[9]直方图均衡化的数学模型研究[J]. 吴成茂.  电子学报. 2013(03)
[10]基于密度的离群噪声点检测[J]. 张毅,刘旭敏,关永.  计算机应用. 2010(03)

博士论文
[1]基于信息融合的移动机器人三维环境建模技术研究[D]. 张勤.北京邮电大学 2013

硕士论文
[1]室外三维点云采集系统研究[D]. 蒋峥.南京大学 2016
[2]三维激光扫描仪与数码相机联合标定方法研究[D]. 赵松.解放军信息工程大学 2012
[3]三维激光和单目视觉间的联合标定与数据融合[D]. 陈东.大连理工大学 2009



本文编号：3476870