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《南京航空航天大学》 2019年
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运动模糊效应下的多视图高精度三维重建问题研究

陶聪  
【摘要】:在航空、航天、兵器等领域,需要对高速运动目标进行高精度三维测量,而高速运动会造成待测目标成像模糊,导致通过机器视觉进行三维重建的精度下降甚至无法成功重建。针对这一问题,本文对面向运动模糊效应的编码标记点设计、模糊编码标记点识别、模糊非编码标记点三维重建等方面相关理论和方法进行研究,主要内容如下:(1)设计了一种以汉字为编码的编码点,该编码点在运动成像模糊效应下仍具有较高区分度。将其与非编码点结合,作为运动成像模糊效应下三维重建的目标。为了能将标记点从整体图像中分割及对静态标记点进行中心定位,提出了标记点分割算法与中心定位算法。(2)对基于相机成像模型模拟生成运动模糊图像的方法进行改进,并添加干扰模型,使生成的模拟分割图像更贴近实拍分割图像;给出了一种新的标记点图像模糊程度定义方法,将叠加模糊成像模型与虚拟相机法相结合生成标记点动态模拟分割图像;通过生成的大量模拟分割图像对卷积神经网络进行训练,使其能准确识别清晰以及运动模糊状态下的汉字编码点。(3)在利用汉字编码点识别网络完成模糊汉字编码点识别匹配的基础上,通过单应关系完成模糊非编码点匹配,进而实现编码和非编码标记点的初步三维重建;以标记点在双目立体视觉系统下生成的动态模拟分割图像与动态实拍分割图像的差异最小化为目标,构建标记点帧内路径的优化函数;分别给出了确定汉字编码标记点与非编码标记点帧内路径初值的方法;最后求解得到优化后的编码和非编码标记点帧内路径,取中点作为最终重建结果。(4)对成像模糊效应下的运动目标三维重建方法进行了实验验证,在适用范围内重建误差不超过0.1mm,实验结果表明该方法具有可行性且重建精度高。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TP391.41

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