基于双目立体视觉的三维重建系统研究

发布时间：2016-12-03 17:52

  本文关键词：基于无序多视影像的三维重建关键技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

《长春工业大学》 2016年

基于双目立体视觉的三维重建系统研究

刘国锐  

【摘要】：随着机器人研究的深入,机器视觉的研究与探索不断向深度和广度发展,机器视觉仿照人类双眼实现获取信息、传递信息、存储信息、处理信息、理解信息的功能,尝试实现在某些场合代替人类视觉工作,在某些场景下补充人类视觉功能完成信息获取和存储。机器视觉的研究分支有两大方向,一种是仿生物学的,一种是基于几何成像原理的。本文选择的是基于几何成像原理的研究方向,基于双目立体视觉的三维重建一定程度上依赖机器视觉技术的发展进步,这项技术还有很多地方值得完善和优化。本文是在对研究者们的研究成果进行学习之后总结了一些关于通过双目摄像头获取左右图片用于三维重建的过程及方法。Marr视觉理论框架为机器视觉理论化和模式化奠定了基础,促进了计算机视觉的极大发展与进步。该理论框架从计算理论层次、表达和算法层次、硬件层次划分了视觉系统。依据Marr视觉理论框架,三维重建过程中输入二维图像,输出三维物体的形状位置及姿态,视觉系统过程实现建立输入输出之间的关系和约束,实现相关处理功能的算法的研究。基于双目视觉的三维重建技术仿照人的视觉原理,利用两个摄像头获取的同一三维物体不同角度的左右二维图像来模拟重建三维模型。基于双目视觉的三维重建包括图像采集、图像预处理、摄像机标定、特征点提取、特征匹配、三维重建等处理过程。基于几何理论,在左右二维图像上寻找特征像素点,基于匹配理论进行匹配,由得到的成对的匹配点进行求取特征点的三维坐标,并用深度图表示求取三维点的效果,表达物体的左右、上下、前后关系。文中重点对摄像机标定方法、特征点提取方法、特征匹配方法进行研究与阐述,过程中研究了Harris角点提取算法,基于窗口的稀疏点匹配及基于窗口的密集点匹配算法,针对上述两种算法的优缺点,提出了一种更好的匹配算法,基于窗口的折中稀疏密集点匹配方法,该匹配方法既提高匹配准确率又提高了匹配速率。搭建硬件平台,结合环境获取符合研究要求的图片,获取的图片格式是BMP格式的,对左右图片进行相关处理是在实验VC平台结合OpenCV及OpenGL上实现的。OpenCV与OpenGL的结合是计算机视觉与三维重建研究过程的重要的工具。

【关键词】：
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41
【目录】：

下载全文 更多同类文献

CAJ全文下载

(如何获取全文？ 欢迎：购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 徐鹏飞;张红英;;基于Kinect深度图像信息的手势分割和指尖检测算法[J];西南科技大学学报;2014年01期

2 王明富;杨世洪;吴钦章;;基于角点检测的遥感图像几何质量评价方法[J];测绘学报;2011年02期

3 刘渝;张彦铎;鲁统伟;;OCR中一种基于最小一乘法的连通域去噪方法[J];武汉工程大学学报;2011年01期

4 张铖伟;王彪;徐贵力;;摄像机标定方法研究[J];计算机技术与发展;2010年11期

5 李勤;达飞鹏;温晴川;;任意方向下的摄像机镜头畸变标定[J];仪器仪表学报;2010年09期

6 孔婷;黄港;李俊;潘金贵;;基于双目立体视觉的集装箱卡车定位方法研究[J];计算机应用与软件;2010年06期

7 马海民;;基于双目视觉系统的列车轨道异物距离检测[J];自动化与仪器仪表;2009年04期

8 熊秋菊;杨慕升;;数字图像处理中边缘检测算法的对比研究[J];机械工程与自动化;2009年02期

9 李健;史进;;一种基于OpenCV的三维重建实现方案[J];计算机与信息技术;2008年04期

10 李雅梅;吴中福;;基于形态学变换等技术的川南石刻图像预处理方法研究[J];计算机科学;2008年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前5条

1 杨明;基于双目立体视觉的三维重建研究[D];武汉工程大学;2012年

2 姚姗姗;基于双目立体视觉的三维重建[D];哈尔滨工程大学;2011年

3 孙潇;基于OpenCV的三维重建研究与实现[D];西安电子科技大学;2011年

4 史德林;基于场景的植物三维重建技术研究[D];江苏大学;2006年

5 邓俊峰;大范围的建筑三维重构的方法研究[D];华中科技大学;2004年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 房稳;孙新柱;范县成;刘梦悦;;基于立体视觉系统的手势分割算法研究[J];四川理工学院学报(自然科学版);2016年04期

2 刘杨豪;谢林柏;;基于共面点的改进摄像机标定方法研究[J];计算机工程;2016年08期

3 刘斌;赵兴;胡春海;万欣;;面向颜色深度图像手脸近距遮挡的手势识别[J];激光与光电子学进展;2016年06期

4 翁松露;张秋菊;吴静静;;基于方向可调滤波器的改进Harris算子[J];包装工程;2016年09期

5 王世淼;曾忠;李春梅;张军;;基于结构光扫描三维重建技术研究[J];北京印刷学院学报;2016年02期

6 熊邦书;黄武涛;李新民;;基于改进遗传算法的摄像机标定参数优化方法[J];半导体光电;2016年01期

7 陈义松;岳帅;石悦;刘同海;;动物二维图像3D重构及其特征识别系统研发[J];天津农林科技;2016年01期

8 司徒国强;王庆贤;吴俭民;宋倩宁;;隧道限界检测中车体振动补偿问题的研究[J];自动化仪表;2016年01期

9 朱爱斌;何大勇;邹超;陈渭;;刀具磨损图像视差图的非标定方法[J];西安交通大学学报;2016年03期

10 徐锐;杨国来;陈强;王晓锋;葛建立;孙全兆;;高速摄影技术在火炮运动学分析中的测试误差研究[J];南京理工大学学报;2015年05期

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 刘国锐;基于双目立体视觉的三维重建系统研究[D];长春工业大学;2016年

2 李旺;无人机航拍图像拼接系统设计与实现[D];湖南工业大学;2015年

3 范程;面向虚拟手术的双目立体显示系统的研究与实现[D];南昌大学;2015年

4 毛智鹏;基于雷达图像特征的目标跟踪技术的研究[D];大连海事大学;2015年

5 王越;非同步相机的动态物体三维重建的误差分析[D];合肥工业大学;2015年

6 行晋源;半波长线路潜供电弧的多场耦合动力学建模与三维图像重建[D];华北电力大学;2015年

7 陈金星;基于多目视觉的物料堆三维重建算法研究[D];东北大学;2014年

8 董凯;基于嵌入式DSP与视觉技术的作物面积检测系统设计[D];内蒙古大学;2014年

9 陈文斯;监控视频中孤单小孩检测的方法研究[D];华南理工大学;2014年

10 韦羽棉;基于Kinect深度图像的三维重建研究[D];重庆大学;2014年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张登康;郭太良;姚剑敏;林志贤;徐胜;;改进肤色识别参量和轮廓特征相结合的指尖检测[J];光电子技术;2012年03期

2 曹雏清;李瑞峰;赵立军;;基于深度图像技术的手势识别方法[J];计算机工程;2012年08期

3 翁汉良;战荫伟;;基于视觉的多特征手势识别[J];计算机工程与科学;2012年02期

4 于美娟;马希荣;;基于HMM方法的动态手势识别技术的改进[J];计算机科学;2011年01期

5 张煜东;颜俊;王水花;吴乐南;;非参数估计方法[J];武汉工程大学学报;2010年07期

6 曹建秋;王华清;蓝章礼;;基于改进YCrCb颜色空间的肤色分割[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2010年03期

7 胡学军;滕达;胡林文;;基于MATLAB的时滞对象控制算法仿真分析[J];武汉工程大学学报;2010年03期

8 王文平;;从算术平均数谈最小一乘法与最小二乘法的区别[J];武汉船舶职业技术学院学报;2009年06期

9 邢德奎;达飞鹏;张虎;;圆形目标精密定位方法的研究与应用[J];仪器仪表学报;2009年12期

10 王明富;杨世洪;吴钦章;;一种基于小波变换的遥感图像压缩算法[J];光电工程;2009年11期

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 高莹忠;立体视觉和Lidar的数据融合[D];南京理工大学;2009年

2 贾贝贝;基于双目立体视觉的三维人脸重建[D];北京交通大学;2009年

3 党乐;基于双目立体视觉的三维重建方法研究[D];长安大学;2009年

4 史德林;基于场景的植物三维重建技术研究[D];江苏大学;2006年

5 邓俊峰;大范围的建筑三维重构的方法研究[D];华中科技大学;2004年

6 鲁金忠;基于图像的产品外型三维重建的基础研究[D];江苏大学;2003年

7 杨国彬;利用计算机视觉对自然场景下的成熟西红柿进行识别[D];江苏大学;2003年

8 刘立波;数学形态学在二值图象处理与分析中的研究及应用[D];西北大学;2002年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 汪国昭,陈凌钧;血管三维重建的问题[J];工程数学学报;2002年S1期

2 章勤,李光明,黄琨;一种基于双眼系统的物体表面三维重建方法[J];计算机工程;2003年15期

3 刘巧红,李利军;脊柱外科三维重建系统设计[J];计算机工程;2005年09期

4 张文博;;鲫鱼肝组织细胞核电镜图像三维重建的研究[J];安徽农业科学;2009年31期

5 何桂珍;程效军;许诚权;;基于单幅影像的三维重建及精度分析[J];河南科学;2010年07期

6 张继华;;MSCT三维重建及多平面重建在颈胸腰椎病变诊断中的临床应用[J];楚雄师范学院学报;2010年12期

7 兰守忍;刘辉;张宏庆;吴俊;;基于X线片的脊柱三维重建及分析[J];云南大学学报(自然科学版);2011年05期

8 张于北;王倩妮;;VGStudio MAX2.0软件在CT图像三维重建中的应用[J];计测技术;2011年05期

9 韩成虎;韩成龙;丘文峰;;CT图像三维重建系统的设计与实现[J];现代计算机(专业版);2013年02期

10 苏鸿根;;三维重建和重构的研究[J];工程图学学报;1986年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 王颖颖;张伟成;;数字减影血管造影的三维重建技术[A];第三届全国数字成像技术及相关材料发展与应用学术研讨会论文摘要集[C];2004年

2 彭贞;汪时机;;岩土体CT图像三维重建方法研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集（2）[C];2009年

3 陈昊;焦红杰;康晓鹏;原建荣;周平;胡熙;梅舒婷;;螺旋CT三维重建在发育性髋关节脱位的术前应用[A];第六届西部骨科论坛暨贵州省骨科年会论文汇编[C];2010年

4 曹治;;多层螺旋CT二维和三维重建在骨折中的临床应用[A];全国医学影像技术学术会议（CMIT-2004）论文汇编[C];2004年

5 李佳;罗月童;龙鹏程;黄善清;闫锋;孔维华;吴宜灿;FDS团队;;三维放射治疗计划系统中快速三维重建方法的研究与应用[A];第二届全国核技术及应用研究学术研讨会大会论文摘要集[C];2009年

6 杨玉模;梁玮;;多视角体三维重建中的分层可视性[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年

7 胡霞;朱虹;;基于生物图像的三维重建技术研究[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年

8 张爱东;李炬;陈发;孙灵霞;;基于面操作的工业CT图像的三维重建[A];2004年CT和三维成像学术年会论文集[C];2004年

9 胡罢生;谭欢庆;曲华丽;邱士军;张雪林;昌仁民;;多层螺旋CT扫描三维重建后逐层显示解剖结构及临床意义[A];中华医学会第十三届全国放射学大会论文汇编（下册）[C];2006年

10 刘帅;陈军;;一种基于物体横向切片的可量测三维重建方法[A];中国测绘学会第九次全国会员代表大会暨学会成立50周年纪念大会论文集[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前3条

1 张质坚　刘海君;[N];中煤地质报;2011年

2 深圳商报记者 肖晗;[N];深圳商报;2007年

3 本报记者 王星;[N];文汇报;2012年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 卢俊;基于无序多视影像的三维重建关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2015年

2 孙向军;场景三维重建的若干关键技术研究[D];南京理工大学;2004年

3 王剑;果树枝干三维重建关键技术研究[D];中国农业科学院;2009年

4 刘道明;利用“中国虚拟人”的三维重建构建外科三维诊疗平台[D];中国人民解放军第一军医大学;2003年

5 高剑;三维重建应用系统研究[D];山东大学;2009年

6 刘勇;基于非定标图象的三维重建方法研究[D];西安电子科技大学;2001年

7 杨宇;水下多通道真彩色三维重建与颜色还原方法研究[D];中国海洋大学;2014年

8 吴恩启;微细管道内表面检测及三维重建关键技术研究[D];浙江大学;2005年

9 朱新勇;肝脏及其内部血管64排螺旋CT扫描数据三维重建及虚拟手术研究[D];第一军医大学;2007年

10 王宇宙;计算机视觉三维重建理论与应用[D];西北大学;2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王晔;基于MRI序列的鲨鱼影像三维重建系统的软件设计与实现[D];燕山大学;2015年

2 倪海明;基于多重分形频谱理论的野生东北虎头骨三维重建研究[D];东北林业大学;2015年

3 方程骏;基于双目视觉的自由曲面三维重建研究[D];江南大学;2015年

4 张建;基于双目视觉的三维重建研究与实现[D];西南交通大学;2015年

5 王伟;基于TerraSAR-X影像的城市建筑物的三维重建[D];长安大学;2015年

6 李琛;基于Kinect的三维重建与形态识别[D];长安大学;2015年

7 钱文秀;基于PAL相机的三维重建[D];长安大学;2015年

8 周立阳;基于多视图的鲁棒人体三维重建[D];浙江大学;2016年

9 刘礼铭;基于三维重建的超高分辨率壁画快速数字化技术研究[D];浙江大学;2016年

10 杜海洋;基于Kinect的三维重建与动作交互技术研究[D];北京交通大学;2016年

  本文关键词：基于无序多视影像的三维重建关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：203592