基于標(biāo)識(shí)的單視圖三維重建.pdf

1、單視圖三維重建在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、城市規(guī)劃、古建筑恢復(fù)和法庭取證等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。由于在現(xiàn)實(shí)世界中的很多物體是直棱柱，所以本文的重建對(duì)象是直棱柱。而標(biāo)識(shí)在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中用于計(jì)算相機(jī)的位置和方向。因此，可將其應(yīng)用于單視圖三維重建。
　　在基于標(biāo)識(shí)的單視圖三維重建中，首先根據(jù)直棱柱的平行性和正交性建立兩個(gè)幾何約束，再利用標(biāo)識(shí)的4個(gè)頂點(diǎn)和相機(jī)內(nèi)參求出相機(jī)外參，最后分三步進(jìn)行重建：重建可見頂點(diǎn)、優(yōu)化模型和重建不可見頂點(diǎn)。本文用“自下而上”和“自上

2、而下”的方式分別去重建可見頂點(diǎn)和不可見頂點(diǎn)。在優(yōu)化模型時(shí)，根據(jù)幾何約束，本文提出了帶有線性等式約束的最小二乘問題。
　　在用OpenGL實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中，虛擬物體坐標(biāo)根據(jù)重建結(jié)果設(shè)置；模型視圖矩陣根據(jù)重建時(shí)求出的相機(jī)外參和不同的投影坐標(biāo)系的變換計(jì)算；投影矩陣根據(jù)圖像尺寸和相機(jī)內(nèi)參計(jì)算。
　　本文實(shí)現(xiàn)了包裝盒和自制直棱柱的重建和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)，重建結(jié)果用OSG渲染。重建模型的邊長的相對(duì)誤差均在3％以下，重建模型的全局誤差優(yōu)化后比優(yōu)化前