论文部分内容阅读
三维重建是计算机视觉研究中的一个重要研究领域，其常用的一种技术思想是模仿人的视觉系统，设计出一个智能系统，从采集的二维信息中恢复出物体的三维特征，并建立物体的三维几何模型。
本文“基于自由多视角成像的三维重建技术的研究”，其内容是通过单个摄像机围绕物体以自由角度和最佳成像焦距拍摄多幅图像的方式，实现物体三维模型的重建，在保证一定重建精度的前提下提高了采集和重建的灵活性和便捷性。这一研究在虚拟演播、3D电子商务、3D档案管理等方面有着广泛的应用背景。
本文概述了三维重建技术的发展，重点归纳了被动式三维重建的各种技术方法，说明了本文工作的研究意义，规划了方法实现过程，中心研究内容包括：视图图像预处理、摄像机标定、模型重建。通过对视图图像进行预处理产生被重建目标的轮廓剪影图，并利用椭圆拟合的方法获得标定点的亚像素坐标。对于作为三维重建重要环节之一的摄像机标定，本文设计了同心圆—交叉线模板，标定采用Tsai的两步法，并着重对标定的不确定度进行了理论分析。重建模型中考虑了镜头畸变产生的非线性影响，使重建过程更符合成像过程。通过误差分析实验证明了通过拟合获得亚像素级标定点坐标和考虑摄像机镜头畸变的必要性。针对轮廓切割法无法重建物体表面凹陷的局限性，本文利用多视角成像间的约束建立了对凹陷点重建的数学模型，弥补了传统轮廓切割法的不足，完善了重建结果。论文最后给出对三个实物进行三维重建的实验结果，用于验证此三维重建方法的可行性。