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《中南大学》 2004年
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基于计算机立体视觉的三维重建

王新宇  
【摘要】:三维重建是计算机视觉中的一个热点问题。本文以Marr视觉理论为基础,对重建过程中图像特征点的提取及匹配、摄像机参数的标定和物体三维模型的贴纹理显示等问题进行了较为系统地研究,成功地实现了一个三维重建的原型系统。实验证明,本文所使用的方法是鲁棒的,重建的效果也是令人满意的。 在基础矩阵的计算上,本文提出了一种基于遗传算法的基础矩阵估计算法,对基础矩阵的鲁棒求解进行了一次有意义的尝试;匹配阶段通过提取立体图像的Harris角点作为特征点,经过相关匹配、松弛迭代匹配和最小平方中值法匹配三个阶段,得到了一个鲁棒的匹配点集;摄像机标定采用了张氏平面标定法,操作简单易行;最后,在匹配和标定的基础上利用SFM(Structure from Motion)算法计算出摄像机的运动参数,并求出离散的物体空间点的三维坐标,再通过三角划分和贴纹理,最终在OpenGL中实现了物体的三维显示。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TP391.41

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 钱垚;童立靖;刘晶晶;赵亮;;一种基于工业相机的距离测量系统[J];计算机时代;2011年11期
2 于勇;张晖;林茂松;;基于双目立体视觉三维重建系统的研究与设计[J];计算机技术与发展;2009年06期
3 章秀华;白浩玉;李毅;;多目立体视觉三维重建系统的设计[J];武汉工程大学学报;2013年03期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 山海涛;基于影像序列的目标三维重构理论及关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2011年
2 段萍;移动机械手运动目标检测与跟踪技术研究[D];河北工业大学;2007年
3 阚江明;基于计算机视觉的活立木三维重建方法[D];北京林业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙静;基于双目立体视觉的多相机三维重建技术实现[D];山东科技大学;2010年
2 张涛;基于离散点云的三维重建研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 赵宏宇;三维重建技术中欧氏重建的研究[D];内蒙古农业大学;2011年
4 谢萍;基于Harris角点与SIFT特征的近景影像匹配[D];中南大学;2011年
5 李斌;基于立体视觉的岩石表面三维评估技术研究[D];沈阳理工大学;2011年
6 闫霞;基于机器视觉的体积测量系统研究[D];河南科技大学;2011年
7 陈杰;基于计算机视觉多视图几何的三维重建研究[D];解放军信息工程大学;2006年
8 陈志方;基于未标定图像的三维重建技术研究[D];西北工业大学;2007年
9 黄侃;计算机立体视觉中的摄像机标定算法的研究与应用[D];沈阳工业大学;2007年
10 刘红宁;基于双目立体视觉拟人机器人定位关键技术的研究[D];河北工业大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 胡明星,申军青,袁保宗;基于简化摄像机自定标模型下的三维重建方法[J];北方交通大学学报;2002年01期
2 王伟,吴成柯;估计基础矩阵的六点综合算法[J];中国科学E辑:技术科学;1997年02期
3 顾晓东,王晓明,刘健;基于Huang-Faugeras约束的相机分步自标定方法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2003年01期
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5 杨长江,孙凤梅,胡占义;基于平面二次曲线的摄像机标定[J];计算机学报;2000年05期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张备伟,吴福朝;基于正十二边行平面模板的摄象机自标定[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年04期
2 葛西旺;;一种精确的图像拼接方法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2007年01期
3 邹国辉,袁保宗;基于双代数的物体投影重建方法[J];北方交通大学学报;2000年03期
4 胡明星,袁保宗;投影三维重建中基础矩阵的鲁棒性估计方法[J];北方交通大学学报;2001年02期
5 胡明星,申军青,袁保宗;基于简化摄像机自定标模型下的三维重建方法[J];北方交通大学学报;2002年01期
6 陈京;袁保宗;刘渭滨;;多视点标定图像的交替迭代度量重建方法[J];北京交通大学学报;2012年02期
7 李文杰,贾云得,高世桥;立体视觉系统摄象机标定自动化[J];兵工自动化;2000年01期
8 龙祖利;宋京燕;;基于角点检测法的图像配准[J];兵工自动化;2007年05期
9 全斌;魏晓;;摄影机主距改变对模型影响的研究[J];北京测绘;2011年01期
10 王普;顾冬华;庄春华;;一种基于基础矩阵的摄像机自标定技术[J];北京工业大学学报;2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 季铮;张剑清;詹总谦;;基于特征不变量的目标识别定位方法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 王海霞;王春艳;卢晓;;手眼视觉系统的自标定技术[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 ;Recognition of Corners of Planar Checkboard Pattern Image[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 ;An Effective Shadow Detection Approach in Traffic Scenes[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
5 张娟;陈春晓;;基于分层重建的摄像机完全自标定[A];2011下一代自动测试系统学术研讨会论文集[C];2011年
6 陈杰春;赵丽萍;郭鸣;;角点检测不确定度评定方法[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
7 李大琛;于起峰;陈善广;李立群;;序列图像中目标运动的跟踪定位方法研究[A];计算力学研究与进展——中国力学学会青年工作委员会第三届学术年会论文集[C];1999年
8 邹国辉;袁保宗;;基于未定标图象的物体三维重建方法[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
9 蒋虎;王帅;刘钊;;基于角点结构特征的航空影像自动配准[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(上册)[C];2008年
10 魏珍华;陈建华;;基于多尺度角点匹配的球面全景图生成技术[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨长强;激光扫描仪检校及车载激光点云的分类与矢量化研究[D];山东科技大学;2010年
2 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 王文标;基于视觉测量的快速再制造成形系统关键技术研究[D];大连海事大学;2010年
4 吴德烽;计算智能在三维表面扫描机器人系统中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
5 朱清波;序列图像三维重建方法研究[D];华中科技大学;2010年
6 莫堃;基于隐式函数的曲面重构方法及其应用[D];华中科技大学;2010年
7 田文;多视图图像的快速三维场景重建[D];华中科技大学;2010年
8 徐萧萧;基于特征学习与特征联想的视觉跟踪算法研究[D];中国科学技术大学;2010年
9 单鹂娜;组合式时间编码结构光三维测量方法与技术[D];哈尔滨理工大学;2010年
10 辛哲奎;基于视觉的小型无人直升机地面目标跟踪技术研究[D];南开大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋抗;压缩机活塞圆度误差数字检测系统研究[D];河南理工大学;2010年
2 陈忠翔;基于立体视觉的三维重建方法研究[D];南昌航空大学;2010年
3 宗雯雯;基于双目立体视觉的特征点匹配关键技术研究与应用[D];山东科技大学;2010年
4 唐红梅;基于辐射与空间信息的遥感图像检索[D];山东科技大学;2010年
5 贾伟洁;SAR影像与光学影像配准研究[D];山东科技大学;2010年
6 郑莉;DSP在集装箱加强板焊接定位系统中的应用[D];山东科技大学;2010年
7 徐元;基于双目立体视觉的匹配算法研究[D];山东科技大学;2010年
8 王捷;数字图像边缘检测方法的若干改进与应用研究[D];浙江理工大学;2010年
9 李跃;三维运动估计在织物动态仿真中的应用[D];浙江理工大学;2010年
10 葛秘蕾;基于云理论的图像分割技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 梁栋,杨尚俊,章权兵;一种基于图象序列的3D重构算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2001年01期
2 丁文国,张华;基于场景平面诱导单应对Sherman-Morrison公式的证明[J];安徽大学学报(自然科学版);2004年04期
3 袁红照;李勇;何方;;三维点云数据获取技术[J];安阳师范学院学报;2009年02期
4 胡明星,袁保宗;投影三维重建中基础矩阵的鲁棒性估计方法[J];北方交通大学学报;2001年02期
5 高爽,肖扬;简化的图像三维重建算法[J];北方交通大学学报;2004年02期
6 张硕生,余达太;轮式移动机械手的优化构形[J];北京科技大学学报;2000年06期
7 王宇;王涌天;刘越;;基于SIFT和小波变换的图像拼接算法[J];北京理工大学学报;2009年05期
8 周培德;任意多边形三角剖分的算法[J];北京理工大学学报;1995年05期
9 阚江明;李文彬;;基于数学形态学的树木图像分割方法[J];北京林业大学学报;2006年S2期
10 阚江明;李文彬;孙仁山;;基于计算机视觉的立木枝干直径自动测量方法[J];北京林业大学学报;2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 庞之浩;;美国火星漫游车及其探测历程和成果[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第二届学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 沈沛意;基于象素点转移图象合成的若干关键技术研究[D];西安电子科技大学;1999年
2 张超;树木影像特征提取与立体匹配技术研究[D];中国林业科学研究院;2003年
3 陈泽志;由非定标图像序列重建和测量三维物体[D];西安电子科技大学;2002年
4 刘勇;基于非定标图象的三维重建方法研究[D];西安电子科技大学;2001年
5 杜歆;用于导航的立体视觉系统[D];浙江大学;2003年
6 刘培珺;基于图像序列的建筑物模型重建技术研究与实现[D];浙江大学;2003年
7 王慧燕;图像边缘检测和图像匹配研究及应用[D];浙江大学;2003年
8 杨敏;多视几何和基于未标定图像的三维重构[D];南京航空航天大学;2003年
9 王宇宙;计算机视觉三维重建理论与应用[D];西北大学;2004年
10 刘正东;计算机视觉中立体匹配技术的研究[D];南京理工大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋卫艳;RANSAC算法及其在遥感图像处理中的应用[D];华北电力大学(北京);2011年
2 李正杰;机车轮对磨耗光电在线检测系统[D];杭州电子科技大学;2009年
3 唐大江;基于图像序列的三维重建方法研究[D];汕头大学;2001年
4 张长命;双目立体视觉技术在三维测量中的应用研究[D];电子科技大学;2001年
5 裴玉茹;基于二维照片图像序列的三维多面体可见壳模型重构算法研究[D];浙江大学;2003年
6 段华;基于双目立体视觉的计算机三维重建[D];南京航空航天大学;2003年
7 郑飞;基于立体视觉的三维场景重建与绘制[D];合肥工业大学;2003年
8 高月芳;图像的变形及三维重建技术研究[D];合肥工业大学;2003年
9 付友涛;反向工程中三维模型重建研究[D];天津大学;2004年
10 陈宏江;显微立体视觉系统中立体匹配的研究[D];河北工业大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 武因峰;杨进华;于昕平;;基于红外偏振的入射角确定[J];长春理工大学学报(自然科学版);2010年01期
2 宋礽苏;禹果;孟智启;白剑;祝新荣;陈诗;王政;;雌雄蚕卵激光自动分选仪的工作原理和基本结构与设计思路[J];蚕业科学;2010年04期
3 董芳菲;黄心渊;;面向裸眼立体电视的体视动画技术综述[J];电视技术;2011年22期
4 李鹏;;基于摄像机标定的车辆速度检测方法[J];电子科技;2011年07期
5 华舒悦;杨龙;;基于MATLAB的摄像机标定研究与实现[J];东莞理工学院学报;2013年03期
6 黄诗棪;安平;;基于Android平台的增强现实应用研究[J];电源技术应用;2013年05期
7 姜如波;;基于三维激光扫描技术的建筑物模型重建[J];城市勘测;2013年03期
8 山海涛;郝向阳;马淑宇;李海滨;;影像畸变对基本矩阵估计精度的影响分析[J];测绘科学技术学报;2010年01期
9 牛建强;孟红飞;杨瑞瑞;;高速公路绿色通道比重法检测方案研究[J];交通标准化;2011年Z2期
10 牛建强;孟红飞;杨瑞瑞;段世忠;;绿色通道车辆快速检测方案研究[J];中国交通信息化;2010年11期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 张阳;仿人眼的结构原理和关键视觉技术研究[D];浙江大学;2011年
2 翟力欣;犁体结构与工作参数对流变型土壤耕作阻力的影响研究[D];南京农业大学;2011年
3 王典;基于二维激光扫描的林木联合采育机作业环境测量[D];北京林业大学;2012年
4 刘新妹;基于指纹识别的规则纹理图像识别技术研究[D];中北大学;2008年
5 张洁玉;图像局部不变特征提取与匹配及应用研究[D];南京理工大学;2010年
6 王艳霞;图像轮廓提取与三维重建关键技术研究[D];重庆大学;2010年
7 姚争为;大型实时互动增强现实系统中的若干问题研究[D];上海大学;2010年
8 赵煦;基于地面激光扫描点云数据的三维重建方法研究[D];武汉大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张涛;基于离散点云的三维重建研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 孙政;基于线阵CCD的岩屑识别系统设计与实现[D];中国海洋大学;2010年
3 张岩;三维重构的算法研究[D];东华大学;2011年
4 白荣侠;基于立体视觉的三维重建关键算法研究及应用[D];西安电子科技大学;2010年
5 刘刚艳;基于CCD校准用LED光源热稳定性的研究[D];西安工业大学;2011年
6 李进明;摄像机标定[D];江南大学;2011年
7 薛瑾;机器视觉车轮定位系统的摄像机标定技术研究[D];沈阳工业大学;2011年
8 呼艳;基于未标定数码图像的三维重建技术研究与实现[D];西北大学;2011年
9 田维真;基于结构光三维视觉理论的三维重建方法研究[D];吉林大学;2011年
10 尚倩;基于双目立体视觉的目标识别与定位[D];北京交通大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 徐正伟,吴成柯;基于透视投影不变性的空间平面多边形识别[J];电子学报;1993年07期
2 张健新,段发阶,钟明,叶声华;用于三维尺寸检测的双目视觉传感器[J];计量学报;1999年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 丁峰平,周立丰,李孝朋;血管管道的三维重建[J];工程数学学报;2002年S1期
2 王晓明,臧林然;基于双幅图像三维重建的不确定性分析[J];计算机工程与应用;2002年18期
3 方驰华,钟世镇,原林,唐雷,王博亮,王兴海,吴坤成,黄文华,张刚庆;数字化虚拟肝脏图像三维重建的初步研究[J];中华外科杂志;2004年02期
4 石璇,俞涛,徐翀,赵翠莲,林朝辉;基于光栅测量的三维重建系统研究与应用[J];机械制造;2004年03期
5 林岚,周建中,李利军;人体切片数据的三维重建系统设计[J];实验室研究与探索;2005年02期
6 徐伟;潘东日;;单颗粒生物大分子结构的富里叶变换三维重建法[J];电子显微学报;1992年06期
7 熊银根,张光昭;智能装配视觉系统新的三维重建方法[J];中山大学学报(自然科学版);1997年03期
8 刘雯林,何倩;基于单幅图像三维重建系统的研究与实现[J];武汉科技大学学报(自然科学版);2003年01期
9 黄家祥,郁道银,陈晓冬,谢洪波,孙正;冠状动脉树三维重建方法[J];天津大学学报;2004年05期
10 陈闯,周淑秋,黎刚;医学CT三维重建[J];首都师范大学学报(自然科学版);2004年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王颖颖;张伟成;;数字减影血管造影的三维重建技术[A];第三届全国数字成像技术及相关材料发展与应用学术研讨会论文摘要集[C];2004年
2 彭贞;汪时机;;岩土体CT图像三维重建方法研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
3 陈昊;焦红杰;康晓鹏;原建荣;周平;胡熙;梅舒婷;;螺旋CT三维重建在发育性髋关节脱位的术前应用[A];第六届西部骨科论坛暨贵州省骨科年会论文汇编[C];2010年
4 曹治;;多层螺旋CT二维和三维重建在骨折中的临床应用[A];全国医学影像技术学术会议(CMIT-2004)论文汇编[C];2004年
5 李佳;罗月童;龙鹏程;黄善清;闫锋;孔维华;吴宜灿;FDS团队;;三维放射治疗计划系统中快速三维重建方法的研究与应用[A];第二届全国核技术及应用研究学术研讨会大会论文摘要集[C];2009年
6 杨玉模;梁玮;;多视角体三维重建中的分层可视性[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
7 胡霞;朱虹;;基于生物图像的三维重建技术研究[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年
8 张爱东;李炬;陈发;孙灵霞;;基于面操作的工业CT图像的三维重建[A];2004年CT和三维成像学术年会论文集[C];2004年
9 胡罢生;谭欢庆;曲华丽;邱士军;张雪林;昌仁民;;多层螺旋CT扫描三维重建后逐层显示解剖结构及临床意义[A];中华医学会第十三届全国放射学大会论文汇编(下册)[C];2006年
10 刘帅;陈军;;一种基于物体横向切片的可量测三维重建方法[A];中国测绘学会第九次全国会员代表大会暨学会成立50周年纪念大会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前5条
1 张质坚 刘海君;航测局申报“国家863计划”专项课题喜获成功[N];中煤地质报;2011年
2 深圳商报记者 肖晗;“博士后创新讲堂”场场精彩[N];深圳商报;2007年
3 本报记者 王星;还原洞窟佛像[N];文汇报;2012年
4 徐亚静;可视化中药揭秘[N];中国医药报;2004年
5 本报记者 施嘉奇;3D打印,10个小时1个“头骨”[N];文汇报;2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙向军;场景三维重建的若干关键技术研究[D];南京理工大学;2004年
2 王剑;果树枝干三维重建关键技术研究[D];中国农业科学院;2009年
3 刘道明;利用“中国虚拟人”的三维重建构建外科三维诊疗平台[D];中国人民解放军第一军医大学;2003年
4 高剑;三维重建应用系统研究[D];山东大学;2009年
5 刘勇;基于非定标图象的三维重建方法研究[D];西安电子科技大学;2001年
6 吴恩启;微细管道内表面检测及三维重建关键技术研究[D];浙江大学;2005年
7 朱新勇;肝脏及其内部血管64排螺旋CT扫描数据三维重建及虚拟手术研究[D];第一军医大学;2007年
8 王宇宙;计算机视觉三维重建理论与应用[D];西北大学;2004年
9 吕滨;电子束CT冠状动脉造影及三维重建研究[D];中国协和医科大学;1998年
10 阚江明;基于计算机视觉的活立木三维重建方法[D];北京林业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张荣;海量断层数据分布式三维重建中任务分配算法研究[D];华中科技大学;2007年
2 肖雪;基于视频序列的人体骨架提取与三维重建[D];大连理工大学;2009年
3 肖晶;静态模型指导下的冠脉血管三维重建[D];华中科技大学;2009年
4 林晓青;行邮物品的三维重建[D];电子科技大学;2011年
5 张真;基于序列信息的血管造影图像三维重建[D];华中科技大学;2007年
6 虢伟;基于网络的医学CT三维重建系统关键技术研究[D];华中科技大学;2007年
7 戴彬;基于车载激光扫描数据的三维重建研究[D];首都师范大学;2011年
8 刘彦宏;基于图象的树类物体的三维重建[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2002年
9 于飞;基于断层切片的血管造影三维重建[D];西安电子科技大学;2007年
10 顾百利;三维重建技术研究及对口腔正畸矫正模拟[D];哈尔滨理工大学;2011年
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