基于多視角彩色—深度數(shù)據(jù)的物體三維重建算法研究.pdf

1、三維重建技術(shù)是指將三維環(huán)境用合適的計(jì)算機(jī)方式表示出來(lái)，在計(jì)算機(jī)環(huán)境中對(duì)三維環(huán)境進(jìn)行一系列操作和分析。三維重建技術(shù)作為一門(mén)跨多學(xué)科的挑戰(zhàn)技術(shù)，在人機(jī)交互、虛擬現(xiàn)實(shí)、機(jī)器人導(dǎo)航等多方面有著重要的影響。傳統(tǒng)的三維掃描設(shè)備價(jià)格昂貴、操作繁瑣。低成本、操作簡(jiǎn)單的三維重建技術(shù)具有很高的研究意義。鑒于此，本文通過(guò)價(jià)格低廉的Kinect傳感器作為三維建模的輸入設(shè)備。并且針對(duì)三維重建過(guò)程中涉及的數(shù)據(jù)獲取、目標(biāo)提取、點(diǎn)云去噪、文理映射及網(wǎng)格化等相關(guān)技術(shù)進(jìn)行

2、了研究，實(shí)現(xiàn)了一種基于Kinect傳感器的高效簡(jiǎn)便的三維重建系統(tǒng)。本文的主要研究?jī)?nèi)容分為以下幾個(gè)方面：
　　首先，利用OpenNI驅(qū)動(dòng)Kinect傳感器獲取待掃描物體的深度信息和彩色信息，結(jié)合MATLAB標(biāo)定工具箱，然后用棋盤(pán)格標(biāo)定方法對(duì)Kinect傳感器的相機(jī)進(jìn)行了標(biāo)定。分析了Kinect傳感器由獲取到的深度通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為三維點(diǎn)云的過(guò)程。
　　其次，由于 Kinect傳感器獲取的深度圖像中帶有大量噪聲，為了提高模型重建的質(zhì)

3、量，采用雙邊濾波算法對(duì)獲取的深度圖像進(jìn)行了去噪，同時(shí)保存了邊緣信息。為了重建精確的三維模型，需要對(duì)待重建的物體進(jìn)行分割提取，本文使用改進(jìn)的連通區(qū)域標(biāo)記算法對(duì)深度圖像進(jìn)行了分割。對(duì)分割后的深度圖像進(jìn)行了修復(fù)，使得小面積的孔洞得到了有效填充。
　　最后，利用Kinect傳感器搭建了一個(gè)三維重建系統(tǒng)，通過(guò)Kinect傳感器從多個(gè)視角下獲得待掃描目標(biāo)的深度圖像和RGB圖像，重建出帶紋理信息的逼真的三維網(wǎng)格模型。本系統(tǒng)采用了GPU高性能編程