基于RTCam模型的Kinect攝像機(jī)標(biāo)定以及空間拼接算法研究.pdf

1、在計(jì)算機(jī)視覺中,通過攝像機(jī)系統(tǒng)去實(shí)現(xiàn)三維空間信息的感知一直是計(jì)算機(jī)視覺的研究熱點(diǎn)之一。國際上利用針孔攝像機(jī)模型來進(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定,用圖像序列間的幾何約束來實(shí)現(xiàn)對(duì)于空間拼接方法的研究也逐漸成熟和完善。伴隨著Kinect等一系列TOF攝像機(jī)系統(tǒng)的出現(xiàn),如何對(duì)這類攝像機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定以及利用其本身存在的幾何約束和圖像序列間的關(guān)系實(shí)現(xiàn)空間拼接是一個(gè)至關(guān)重要的研究任務(wù)。
　　本文從Kinect攝像機(jī)模型的幾何結(jié)構(gòu)出發(fā),研究了基于非線性空間

2、的圖像校正、Kinect攝像機(jī)標(biāo)定,并在此基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)了空間的拼接。
　　具體包括:
　　(1)在統(tǒng)一非線性攝像機(jī)模型 RTCam下,研究了圖像幾何失真校正算法,該方法只需要利用圖像序列間存在的幾何約束,就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于復(fù)雜幾何失真圖像數(shù)據(jù)的校正,特別適合于廣角攝像頭、魚眼攝像頭等非線性成像系統(tǒng)所成的圖像。
　　(2)研究了Kinect攝像機(jī)的幾何結(jié)構(gòu),直接利用RGB顏色信息對(duì)Kinect成像系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定,并利用攝像機(jī)系

3、統(tǒng)中存在的幾何約束,通過基于相機(jī)對(duì)的重投影最小值非線性優(yōu)化得到高精度的攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)。
　　(3)研究了Kinect深度數(shù)據(jù)中存在的無效深度信息的問題,利用基于像素鄰域的多幀深度圖像修復(fù)方法去填充深度圖像中無效的深度信息,然后利用圖像數(shù)據(jù)和點(diǎn)云數(shù)據(jù)之間信息的冗余,改進(jìn)了RGBD-ICP算法,實(shí)現(xiàn)了基于Kinect的空間拼接方法。
　　本文的研究成果和方法對(duì)于多攝像頭協(xié)同工作的系統(tǒng)的標(biāo)定以及深空空間的探測具有很重要的作用。同時(shí)