基于平移和旋轉(zhuǎn)的單目視覺三維重建.pdf

1、計(jì)算機(jī)視覺是利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)客觀世界中三維場(chǎng)景的感知、識(shí)別和理解。計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)通?？梢苑譃閿z像機(jī)標(biāo)定、特征提取、立體匹配和三維重建等部分。三維重建是計(jì)算機(jī)視覺研究的最終目的之一，本文主要研究的是基于平移和旋轉(zhuǎn)的單目視覺三維重建。
　　 本文的主要工作和成果如下：
　　 (1)本文分析了若干個(gè)不同因素(包括攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)(u0，v0，fx，fy)，特征點(diǎn)匹配誤差，平移量的值和方向）對(duì)物體三維重建結(jié)果的影響，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)匹配

2、誤差、平移量的值和方向是影響重建結(jié)果的最主要因素。要獲得理想的重建結(jié)果，必須減小特征點(diǎn)匹配誤差、增加重建對(duì)象在X或Y方向的平移量，并據(jù)此提出了一種通過奇異值分解從平移運(yùn)動(dòng)對(duì)物體進(jìn)行三維重建的方法。
　　 (2)相比于雙目體視顯微鏡，單目直筒顯微鏡具有光路簡(jiǎn)單、設(shè)備成本低等優(yōu)點(diǎn)，具備更廣泛的應(yīng)用前景。本文研究了基于平移運(yùn)動(dòng)的單目顯微鏡下微小尺寸物體的三維重建問題，研究發(fā)現(xiàn)光源顏色、強(qiáng)度和光源的入射角度等會(huì)影響顯微成像質(zhì)量，其中光源

3、的入射角度是決定性因素。通過選擇合適的入射角度降低物體表面的反射光從而提高了成像質(zhì)量，為后續(xù)的三維重建奠定了重要基礎(chǔ)。
　　 (3)本文還研發(fā)了一種精度較高的旋轉(zhuǎn)軸的標(biāo)定方法。它利用平面標(biāo)定的結(jié)果得到空間一組繞旋轉(zhuǎn)軸的點(diǎn)集，經(jīng)過進(jìn)一步計(jì)算得到旋轉(zhuǎn)軸在攝相機(jī)坐標(biāo)系的位置。相比于傳統(tǒng)方法，本方法具有更高的精度。并根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸的位置和已知的旋轉(zhuǎn)角度，實(shí)現(xiàn)了物體360度的全方位三維重建。本文還研究了基于DAISY描述符的輪廓匹配以獲取相對(duì)