三維重建技術的研究及其在智能交通系統(tǒng)中的應用.pdf

1、論文題目:三維重建技術的研究及其在智能交通系統(tǒng)中的應用學科專業(yè):地圖學與地理信息系統(tǒng)碩士生:鄔永宏指導老師:陳曉翔 教授智能交通系統(tǒng)(ITS)的核心在于交通信息的快速采集、傳輸與利用,交通信息對于智能交通建設至關重要.而目前制約中國ITS建設的關鍵在于缺乏全面、準確的地理信息,如何快速、準確地采集和更新地理信息尤其是交通信息是ITS所面臨的一個關鍵問題.移動道路測量系統(tǒng)(MMS)是目前最先進的空間信息采集技術,它能解決ITS建設中的地理

2、信息瓶頸問題.三維重建技術是MMS中的核心技術之一.該文以開發(fā)和設計簡單的MMS為目標,以研究三維重建技術和設計雙目立體視覺系統(tǒng)為切入點,重點研究了雙目視覺系統(tǒng)中的攝像機標定和三維重建技術,設計出基于雙目立體視覺的測量系統(tǒng).最后在此基礎上,與汽車導航系統(tǒng)和計算機制圖系統(tǒng)集成,設計出簡單的MMS--道路測量車.首先討論的是攝像機標定這一立體視覺的基礎性難題.為了解決帶有畸變的攝像機標定問題,該文根據(jù)實際情況,把Zhengyou Zhang

3、提出的基于已標定平面網(wǎng)格的自標定算法和Heikkila and Silven的非線性攝像機模型結(jié)合起來,達到較好的標定效果.該文創(chuàng)造性的提出二次標定的概念,并且提供了三種方法(直接線性變換法,空間后方交會法,Hartley的歸一化八點法)解決二次標定的問題,從而解決了三維重建中的攝像機標定的關鍵問題.然后對于另一個基礎性難題--對應點匹配,該文采用了實用的基于外極幾何的計算機輔助匹配方法,基本上能滿足現(xiàn)階段的要求.在標定和匹配的基礎上,

4、進行三維重建.該文提出道路測量車的三維重建包括兩部分,一是三維重構(gòu);二是三維反演.這兩部分都是移動道路測量系統(tǒng)不可或缺的部分.現(xiàn)階段重點實現(xiàn)三維反演部分,該文創(chuàng)造性的提出了基于合成透視矩陣的三維重建算法.實驗結(jié)果顯示,對于640×480的分辨率,三維反演的測量總體誤差在30米以內(nèi)(拍攝距離為60米以內(nèi)),其中X軸方向為20米內(nèi),Y軸方向為15~25米,Z軸(高程)方向的誤差控制在10米內(nèi).隨著分辨率的提高,三維反演的精度有所改善.我們把