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立体视觉是由多幅图像获取物体三维几何信息的方法。该技术结合了计算机视觉、图像处理以及计算图形学等诸多领域的方法和理论,是当前研究的一个热点。被动式三维重建方法,无需对空间场景进行人为处理,就可以获取场景空间信息,达到三维重建的目的,其应用前景广泛。
本文从立体视觉角度出发,对射影几何意义下的图像三维重建方法进行了研究。该方法只需对摄像机进行弱定标(Weak Calibration),就可以实现三维重建的目的。本文完成以下工作:
1.阐述射影几何意义下三维重建的理论基础,确定了本文的实现方法和步骤。
2.采用Harris和SUSAN算法提取特征点,使用相关函数对特征点进行匹配,最后使用松弛方法对匹配结果进行置信度排序。
3.总结了计算基础矩阵(Fundamental Matrix)的各种算法,并对其进行比较,确定鲁棒性方法M-Estimators稳定性较好。
4.在射影几何意义下将基础矩阵分解成两个投影矩阵,提取基元并计算基元的三维空间坐标。
5.运用MATLAB、Visual C++和OpenGL完成三维模型重建,通过具体实例验证该方法的可行性。