基于深度圖像的三維建模技術(shù)研究.pdf

1、三維建模技術(shù)是計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域一個(gè)重要的研究分支。這項(xiàng)技術(shù)不僅可以數(shù)字化現(xiàn)實(shí)生活中物體的外觀特征，在計(jì)算機(jī)中構(gòu)建虛擬的三維仿真場(chǎng)景，還可以根據(jù)物體的固有屬性（質(zhì)量、材質(zhì)等），進(jìn)行物理過程的仿真。本文所研究的基于深度圖像數(shù)據(jù)的三維建模技術(shù)(Range Image Data Based3D Model Reconstruction Technology)基于使用結(jié)構(gòu)光原理獲得的深度圖像來重構(gòu)物體表面，相比于傳統(tǒng)基于光程差技術(shù)（激光雷達(dá)、ToF

2、相機(jī)等）的深度測(cè)量方案具有建模速度快、精度高，且設(shè)備價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。
　　本文所采用的Kinect相機(jī)是微軟公司基于結(jié)構(gòu)光技術(shù)所開發(fā)的產(chǎn)品，能夠?qū)y(cè)量空間進(jìn)行深度測(cè)量。為了將彩色相機(jī)與深度相機(jī)同步獲取的圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，本文首先對(duì)Kinect相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，分別獲取彩色相機(jī)與深度相機(jī)的內(nèi)參矩陣以及兩者之間的旋轉(zhuǎn)和平移矩陣。然后根據(jù)標(biāo)定獲得的參數(shù)，配準(zhǔn)兩幅同步采集的圖像，并利用彩色圖像中具有相同顏色的像素點(diǎn)對(duì)深度圖像中的空洞以及噪聲進(jìn)行濾

3、波和修補(bǔ)處理。最后將修補(bǔ)后的深度圖像轉(zhuǎn)化為點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
　　本文通過改變相機(jī)的拍攝角度，將不同角度下拍攝獲得的點(diǎn)云進(jìn)行拼接，即可獲得完整的物體表面點(diǎn)云圖像。本文針對(duì)傳統(tǒng)點(diǎn)云拼接方法:迭代鄰近點(diǎn)(ICP)方法的不足，提出一種基于空間幾何角的點(diǎn)云快速配準(zhǔn)方法。該方法利用了連續(xù)深度圖像轉(zhuǎn)換獲得點(diǎn)云之間存在位移較小的特點(diǎn)，使用三個(gè)具有代表性的配準(zhǔn)平面來表示點(diǎn)云的姿態(tài)信息，并根據(jù)前一幀點(diǎn)云位置的先驗(yàn)信息來配準(zhǔn)當(dāng)前幀的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。為了驗(yàn)證本算法的