基于Kinect室內(nèi)場景重建的研究.pdf

1、三維重建是近期研究的熱點和難點，它在計算機(jī)視覺、虛擬現(xiàn)實、逆向工程等方面有廣泛的應(yīng)用。為了實現(xiàn)場景表面的三維重建，本文基于Kinect相機(jī)生成的深度圖進(jìn)行研究，重建出場景表面的三維模型。
　　本文對Kinect相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，確定相機(jī)的內(nèi)外參數(shù)以及紅外相機(jī)和深度相機(jī)的相對位置。為了得到相機(jī)的成像模型，基于小孔成像原理對相機(jī)進(jìn)行研究，利用幾何關(guān)系求出相機(jī)的成像模型，選用棋盤標(biāo)定板對相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定。
　　對于數(shù)據(jù)采集部分利用PCL下

2、的第三方庫OpenNI控制Kinect相機(jī)，并抓取Kinect相機(jī)拍攝的深度圖和彩色圖像。對于深度圖像中的噪聲以及視覺差產(chǎn)生的部分遮擋出現(xiàn)的小塊黑色區(qū)域，利用OpenCV對深度圖像處理，本文采用均值濾波、形態(tài)學(xué)濾波以及中值濾波的方案對比分析，最后改進(jìn)了濾波算法，能夠?qū)崿F(xiàn)較為滿意的濾波效果。
　　點云配準(zhǔn)是三維重建的關(guān)鍵一步，它要解決不同坐標(biāo)系下的點云配準(zhǔn)到同一坐標(biāo)系下的問題。本文采用迭代最近的（ICP）算法，實現(xiàn)對點云的重建，IC

3、P算法能夠?qū)崿F(xiàn)點云的精準(zhǔn)配準(zhǔn)，但是ICP需要有比較好的初始值。因此，本文先基于點特征直方圖對點云進(jìn)行初始配準(zhǔn)，然后將初始配準(zhǔn)后的點云利用ICP精確配準(zhǔn)，并對ICP算法適當(dāng)改進(jìn)，為了減少ICP算法迭代的計算量，利用體素濾波原理對點云進(jìn)行初采樣，設(shè)置閾值濾掉ICP中距離大的對應(yīng)點。
　　當(dāng)?shù)玫脚錅?zhǔn)后的點云后，本文對重建出的點云進(jìn)行三角網(wǎng)格化，利用泊松算法，實現(xiàn)無序點云三角化，并生成三角面片。泊松三角網(wǎng)格化算法基于每一個點的法向量尋找鄰