多鏡面折反射系統(tǒng)的標(biāo)定與三維重建.pdf

1、多鏡面折反射成像系統(tǒng)是一種由單個相機(jī)和多個鏡面組成的新型成像系統(tǒng)。由于其在單次成像中可以獲得多個大視場圖像，繼而重構(gòu)三維場景，多鏡面折反射成像系統(tǒng)在機(jī)器人導(dǎo)航、場景監(jiān)控、環(huán)境感知和三維重建等眾多領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。建模并標(biāo)定折反射成像系統(tǒng)是諸多應(yīng)用中的必要步驟。多鏡面折反射成像系統(tǒng)是一種復(fù)雜的非單視點成像系統(tǒng)。現(xiàn)有的多鏡面折反射成像系統(tǒng)的標(biāo)定方法，往往模型復(fù)雜操作繁瑣且精度有限。因此，研究多鏡面折反射系統(tǒng)的成像模型顯得十分有意義。

2、r>　　本文提出了一種多鏡面折反射成像系統(tǒng)的新的陣列成像模型和標(biāo)定方法。將每個鏡面與對應(yīng)成像區(qū)域建模為虛擬子相機(jī)，將多鏡面折反射系統(tǒng)的標(biāo)定問題轉(zhuǎn)換成標(biāo)定多個子相機(jī)和子相機(jī)之間的位置關(guān)系。為了更好地處理每一個子相機(jī)模型中的大失準(zhǔn)偏置，提出了一種新穎的偏心球投影模型。偏心球投影模型在單位球模型的基礎(chǔ)上引入一個可以自由移動的虛擬球面投影中心，這使得模型極大地加強(qiáng)了處理大失準(zhǔn)偏置的能力。
　　基于子相機(jī)陣列模型和偏心球面投影模型，本文首先

3、提出和實現(xiàn)了采用標(biāo)定板標(biāo)定多鏡面折反射相機(jī)陣列的方法。仿真和真實實驗都驗證了偏心球面投影模型的有效性和標(biāo)定算法的可靠性。
　　基于偏心球投影模型和多視圖幾何，本文提出了利用多鏡面折反射成像系統(tǒng)的三維重建方法。首先，通過單次拍攝得到的全向圖，提取不同鏡面圖像的特征點，結(jié)合偏心球投影模型的后向映射，有效地實現(xiàn)了場景的稀疏重建。進(jìn)一步地，將多鏡面的全向圖根據(jù)標(biāo)定后得到的偏心球模型后向投影到球面上，使用球面立體匹配算法得到了致密的球面視差