基于二维图像的三维建模技术的研究

• 作 者: 马峰
• 发表日期: 2010年期
• 关键词: 图像处理 相机标定 匹配 三维重建

本文研究和设计了一套基于二维图像的三维建模技术的立体视觉系统,本系统可分为图像处理、摄象机标定、立体匹配、三维点重建及模型重建等5个大部分。图像处理部分研究了常用的图像处理方法以及特征点提取算法和边缘提取算法,并在此基础上提出了交互式局部角点提取算法和交互式局部边缘检测算法。相机标定采用Tsai两步法标定出的非线性畸变系数对投影矩阵进行校正,得到畸变环境下的投影矩阵。立体匹配在研究立体匹配基本算法和匹配约束的基础上,提出了一种新的RGB互相关约束匹配,并针对三种不同类型的物体提出了三种匹配算法,分别为交互式立体匹配算法、特征点匹配算法和致密匹配算法。在三维点重建方面,分析了常见的三维点重建算法,并从几何学出发详细的推导了基于异面直线公垂线中点算法的三维点重建,在已获得两相机的标定参数和完成左右图像的立体匹配的基础上,根据三维点重建算法实现了特征点的三维重建,对得到的三维点云进行处理,最后实现了物体的真实三维模型。最后本文对系统的关键技术进行了软件平台的开发,能够交互式的实现关键技术。论文通过实验和实例对上述的各算法进行了有效的验证。