基于Kinect的三維重建技術(shù)研究.pdf

1、隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展，三維重建已成為計算機視覺、計算機圖形學、人工智能等前沿領域的研究熱點，但傳統(tǒng)三維重建工作所依賴的設備通常面臨價格昂貴、操作繁瑣等問題。
　　微軟公司開發(fā)的Kinect最初是作為Xbox360游戲主機的體感設備，卻“意外”被應用于低成本的三維重建工作，吸引了研究人員的關注。圍繞利用Kinect進行三維重建，本文主要完成了如下工作:
　　(1)研究了Kinect的結(jié)構(gòu)與工作原理，引入OpenNI開發(fā)框架

2、使得本文的研究成果可拓展到其他類似的深度攝像機上而不會隨著Kinect的硬件更新被淘汰。在遮擋紅外發(fā)射器的條件下利用棋盤格對Kinect的彩色相機、深度相機進行了標定，獲得了兩相機的參數(shù)及相對位置關系。
　　(2)針對Kinect深度數(shù)據(jù)不穩(wěn)定性，提出了一種改進的深度圖像修復方法，該方法先在時間域及空間域中對深度圖像中的孔洞進行填補，后用帶閾值的聯(lián)合雙邊濾波對圖像進行平滑。結(jié)合修復后的深度圖像與對齊的彩色圖像生成了三維點云，將點云

3、以kd-tree的結(jié)構(gòu)索引，并進行了點云精簡、離群點移除、法向量估計、點云分割等一系列預處理操作。
　　(3)為了解決不同視角下的點云配準問題，提出了一種改進的基于鄰域特征的二階段點云配準算法，將配準過程分為初始配準和精確配準兩個階段。首先根據(jù)點云的內(nèi)在形狀簽名提取關鍵點，接著僅利用關鍵點的鄰域特征計算快速點特征直方圖簡化了計算，并使用采樣一致初始配準算法獲得點云初始坐標變換矩陣。精確配準階段采用改進的迭代最近鄰點算法完成二次拼接