基于全球定位系統(tǒng)的大規(guī)模場(chǎng)景三維重建算法研究.pdf

1、大規(guī)模場(chǎng)景的三維重建已經(jīng)成為未來(lái)計(jì)算機(jī)視覺(jué)的發(fā)展趨勢(shì)之一。不僅在計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域有著重大的研究意義，大規(guī)模場(chǎng)景三維重建在其他諸如測(cè)繪、城市規(guī)劃等領(lǐng)域也將有廣泛的應(yīng)用。但目前，大規(guī)模場(chǎng)景三維重建仍缺少合適的方法。傳統(tǒng)基于普通攝像機(jī)模型的重建方法，由于普通攝像機(jī)視角的限制，重建效率低下，且重建連續(xù)性不好，導(dǎo)致現(xiàn)行算法不再適用大規(guī)模場(chǎng)景的三維重建工程。同時(shí)大場(chǎng)景重建過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)累積誤差過(guò)大、真實(shí)世界尺度無(wú)法引入和重建耗時(shí)龐大等問(wèn)題。因此，獲得

2、一套適用于大場(chǎng)景重建的改進(jìn)算法極其必要。
　　本文對(duì)全景三維重建算法深入研究，推出了一種基于全球定位系統(tǒng)的大規(guī)模場(chǎng)景三維重建改進(jìn)算法，利用自主搭建的多傳感器采集系統(tǒng)獲得的全景圖像和位置信息，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模場(chǎng)景稀疏點(diǎn)云結(jié)構(gòu)的重建。
　　首先，根據(jù)城市復(fù)雜的地形和交通情況，設(shè)計(jì)了一套多傳感器全景圖像采集系統(tǒng)，用來(lái)為后期重建工作提供優(yōu)質(zhì)的圖像和定位信息。
　　然后，在球形攝像機(jī)模型的定義和性質(zhì)的基礎(chǔ)上，深入研究了基于球形攝像模

3、型的全景三維重建算法。包括對(duì)普通SIFT特征提取匹配算法和一般攝像機(jī)模型下的三維結(jié)構(gòu)恢復(fù)方法的球面改造，使其適合球形全景圖的三維重建。
　　接著，針對(duì)大規(guī)模場(chǎng)景三維重建中存在的累積誤差和尺度引入問(wèn)題，對(duì)三維重建過(guò)程中的捆集調(diào)整算法進(jìn)行了探究。分別實(shí)現(xiàn)了帶權(quán)值的捆集調(diào)整改進(jìn)算法和基于位置約束的捆集調(diào)整改進(jìn)算法。并對(duì)兩種改進(jìn)算法的重建結(jié)果進(jìn)行了比較分析。
　　最后，以并行計(jì)算和圖像處理器的相關(guān)知識(shí)為基礎(chǔ)，研究了大規(guī)模場(chǎng)景三維重建