基于改进Sift算法的单目视觉三维重建技术研究

发布时间：2024-03-16 22:31

　　三维重建能够反映图像中完整的场景信息,在工业自动化、虚拟现实应用、视觉导航等领域应用广泛,因此三维重建技术逐渐成为新的研究热点和需求。目前基于立体视觉的三维重建存在系统移动性差、价格昂贵、特征匹配准确率低、重建精度低等问题,因此本文提出一种使用方便、价格低的基于单目视觉的三维重建系统,通过单目相机标定、特征提取与匹配、空间点云重构等步骤对三维重建技术进行研究,旨在保证算法实时性的同时,提高特征匹配准确率和三维重建精度。首先,为保证图像采集质量及重建效果搭建三维重建系统;为确定世界坐标系与图像像素坐标系之间的坐标转换关系对摄像机成像原理进行研究从而引出相机内外参数;针对参数求解精度和图像失真问题,对单目相机标定进行理论分析,通过多种相机标定方法进行比较,选取张正友标定法求取相机内外参数和畸变参数。其次,针对位姿变换以及光照影响等问题,对基于局部特征的Sift算法进行研究;为提高特征提取与匹配的精度,应用相位一致性确定图像傅里叶变换域内出现频率高的点以剔除不稳定特征点,并引入肯德尔系数约束进行二次匹配以去除误匹配点。最后,在相机标定和特征提取匹配的基础上,进行空间点云重构算法的研究;通过相...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-13D打印机

?图像中的映射全都对应起来[6]。三维空间坐标系和二维图像坐标系点坐标之间的对应关系与相机参数有关，摄像机标定的作用就是求解相机的内外参数[7,8]，并消除镜头畸变。三维模型重构的作用是重建空间点云以恢复场景完整的结构信息，获取二维图形无法提取的三维数据，具有重要的应用价值[9]....

图1-23D导航

哈尔滨理工大学工程硕士学位论文-3-(2)虚拟现实应用：构建虚拟场景、3D体感游戏、战斗过程虚拟、体育竞技虚拟、AR增强现实等一系列虚拟现实应用场合。(3)视觉导航：视觉移动机器人、扫地机器人、3D汽车导航、飞行器导航装置、月球探测机器人等视觉导航应用场合，其中3D导航如图1-2....

图2-2工业相机传感器

哈尔滨理工大学工程硕士学位论文-8-求解相机内外参数从而得到投影矩阵，同时消除径向畸变从而高质量地采集目标图像序列，然后进行特征提取与匹配得到匹配点对集，匹配点对集结合投影矩阵得到空间点云，最后纹理映射得到重建模型。2.1.2系统搭建环境在确定系统工作流程后根据实际需求搭建系统环....

图2-4相机芯片尺寸大于镜

哈尔滨理工大学工程硕士学位论文-9-根据相机传感器芯片尺寸等参数进行镜头的选取，在镜头选型时需要注意以下两点:第一，物镜图像平面尺寸应不小于所选相机CMOS芯片最大尺寸。物镜图像平面尺寸是指透镜的最大图像范围。镜头的物理尺寸为圆形，最大图像范围即为圆的直径，而相机CMOS芯片尺寸....

本文编号：3930188