【摘 要】
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利用三维激光扫描技术进行场景的三维重建在文物保护、考古研究、虚拟现实等多个领域有着广阔的应用前景。近年来,随着数据采集设备成本的降低,该领域受到了越来越多的学者的
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利用三维激光扫描技术进行场景的三维重建在文物保护、考古研究、虚拟现实等多个领域有着广阔的应用前景。近年来,随着数据采集设备成本的降低,该领域受到了越来越多的学者的关注。然而现阶段研究热点大多集中在三维表面重建方面,却较少考虑重建模型的纹理特征,无法满足真实感三维重建要求。纹理映射工作是体现三维重建结果真实感的必要步骤,而实现该步骤的首要条件是解决纹理图像与三维模型(点云)之间的配准问题。本文对该问题进行了研究,主要工作包括以下几方面:(1)从本实验室现有设备出发,分析了利用三维激光扫描仪进行三维模型重建的相关原理和技术,并总结了目前用于纹理图像与点云配准的基本理论;(2)在室内环境下,通过在数据获取过程中引入反射片作为标记物,设计了一种基于反射片配准的方法:分别提取反射片在纹理图像和点云中的形心坐标作为配准基元,计算出图像与点云两个坐标系之间的变换,从而实现配准;(3)在室外环境下,根据建筑物场景中往往含有大量直线和平面这一特点,给出了一种基于直线和平面特征的配准方法。首先分别提取纹理图像和点云上的直线,利用灭点的几何属性从二维图像计算场景三维特征,然后分别计算两个坐标系的旋转变换和平移变换,从而实现配准。上述算法均在VC++平台下结合OpenGL进行了实现,并以本实验室的三维激光扫描设备采集实验数据,对算法进行了实验,验证了上述算法的有效性。
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