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基于双目立体视觉的摄像机标定和三维重建
作 者: 黄艳
导 师: 赵越
学 校: 云南大学
专 业: 计算数学
关键词: 双目立体视觉 摄像机标定 特征点匹配 三维重建
分类号: TP391.41
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 397次
引 用: 1次
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内容摘要
三维重建是计算机视觉领域中一个至关重要的经典问题,也是计算机模拟视觉功能所需要完成的最后一步。而二维图像中的非线性畸变、拍摄图像的相机内外参数的标定又是三维重建的技术核心。首先以增强现实系统中摄像机标定技术为研究对象,充分考虑了透镜的径向畸变和切向畸变影响及求解方法,首先在线性模型的基础上利用透视投影法计算出摄像机各内外参数,然后在非线性模型的基础上引入畸变,求出畸变系数,最后以求得的参数为初始值,对部分参数进行优化,使得反投影误差达到最小,该算法提高了计算效率,在较低的设备要求条件下可以得到较高精度的定标结果。实验结果表明,该算法使得反投影误差比透视投影矩阵法要小,与Tsai两步法的标定结果相当,但是简化了非线性优化搜索的复杂性和标定装置的复杂程度。可以满足增强现实和其它计算机视觉系统的需要。利用提出的标定方法进行摄像机定标后,介绍了实现三维重建的具体步骤和实施过程。先是根据极线约束的特征点匹配原理,找到不同二维图像上的对应特征点,然后建立图像对之间的对应关系,利用双目立体视觉的基本原理,基于线性三角形法通过恢复场景的深度信息,重建周围景物的三维形状与位置。进行了仿真与真实图像实验,实验结果表明,本文的重建过程操作简单、而且能取得较高的重建精度。
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全文目录
摘要 3-4 ABSTRACT 4-8 第一章 绪论 8-13 1.1 计算机视觉 8-9 1.2 三维重建及国内外研究现状 9-10 1.3 课题研究背景 10-11 1.4 本文研究内容与组织结构 11-13 第二章 基于双目立体视觉的摄像机标定 13-26 2.1 引言 13-14 2.2 坐标系与摄像机成像模型 14-17 2.3 最小二乘法 17-18 2.4 基于3D 靶标的摄像机三步标定算法 18-22 2.4.1 摄像机线性模型标定算法 18-20 2.4.2 图像畸变 20-21 2.4.3 线性优化 21-22 2.4.4 求解图像坐标的绝对误差 22 2.5 真实图像实验 22-24 2.5.1 标定步骤 22-23 2.5.2 标定结果 23-24 2.6 仿真图像实验 24-26 第三章 基于双目立体视觉的图像匹配与三维重建 26-39 3.1 引言 26-29 3.2 极线几何的概念 29-30 3.3 利用极线约束方法实现图像特征点的匹配 30-32 3.4 匹配点的3D 重建 32-34 3.5 三维重建仿真实验 34-35 3.6 三维重建真实图像实验 35-37 3.7 三维立方体真实图像实验 37-39 第四章 结论 39-41 参考文献 41-44 致谢 44
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理(信息加工) > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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