基于消隐点的结构化场景的三维重建

论文摘要

本论文主要以结构化场景的图像为对象，围绕摄像机标定以及三维重建等方面的实际问题进行了研究。主要内容包括：1．介绍了通过单幅图像进行直线提取的方法。分析了基于RANSAC算法估计消隐点的方法。2．分析了3个正交平面上的消隐点可以线性求解三参数摄像机投影矩阵，并证明了在某一选定的世界坐标系中该投影矩阵存在的唯一性。分析了通过多个视点的图像，可求解全局一致投影矩阵的方法。进一步说明通过光束法平差优化全局一致投影矩阵的过程。3．介绍了几种利用特定几何约束的单视测量方法。通过单视测量对结构化场景进行了度量重建，恢复了场景中物体的几何尺寸和相对位置关系。得到一种结构化场景重建的简易途径。最后，通过真实图像实验结果表明，本论文所使用的方法在实际场景重建中的效果是真实有效的。本方法可以降低人工交互程度，摆脱了图像匹配中的瓶颈问题且易于实现。

论文目录

• 提要
• 第一章 绪论
• 1.1 选题动机及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 与摄像机标定相关的工作
• 1.2.2 与三维重建相关的工作
• 1.2.3 与单视测量相关的工作
• 1.3 本文的主要内容
• 第二章 消隐点的计算
• 2.1 引言
• 2.2 边缘检测与直线提取
• 2.3 消隐点的计算
• 2.3.1 基于最小二乘法的算法
• 2.3.2 基于随机抽样一致性的算法
• 2.3.3 实验分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 投影矩阵的复原
• 3.1 引言
• 3.2 摄像机投影矩阵
• 3.3 绝对二次曲线
• 3.4 单视点的投影矩阵
• 3.4.1 基于消隐点计算投影矩阵
• 3.4.2 投影矩阵的唯一性证明
• 3.5 二个或多个视点的投影矩阵
• 3.6 实验分析
• 3.6.1 仿真数据实验
• 3.6.2 真实图像实验
• 3.7 本章小结
• 第四章 单视测量
• 4.1 引言
• 4.2 平面间的单应矩阵
• 4.3 恢复场景几何信息
• 4.3.1 参考平面内信息的测量
• 4.3.2 物体高度的测量
• 4.3.3 垂直平面内信息的测量
• 4.4 真实图像实验
• 4.5 本章小结
• 第五章 场景模型的重建
• 5.1 引言
• 5.2 场景模型的重建方法
• 5.2.1 场景中物体的重建
• 5.2.2 完整场景的重建
• 5.3 独立物体实验结果
• 5.4 完整场景实验结果
• 第六章 全文总结
• 参考文献
• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢
• 导师与作者简介