基于OpenCV的三維重建技術(shù)研究.pdf

1、視覺是人類觀察世界、認識世界的重要手段。科學研究和統(tǒng)計表明，人類從外界獲得的信息約有75％是從視覺中得到的。人類通過眼睛和大腦來獲取、處理和理解視覺信息。 計算機視覺就()用計算機實現(xiàn)人的視覺功能，對客觀世界的三維信息進行感知和解釋的一門學科。計算機視覺的研究目的是要使計算機具有通過三維圖像認知維信息的能力，包括目標物體的形狀、位置、姿態(tài)、運動等。計算機視覺研究的內(nèi)容十分廣泛，包括立體視覺、運動視覺、顏色視覺、主動視覺等。計算機

2、視覺的本質(zhì)是從二維圖像信息重構(gòu)三維物體的可視部分，三維物體表面的重建和表達問題在視覺研究中不僅具有重要的理論價值，而且也有著廣泛的應用需求。盡管人們已在該領(lǐng)域進行了大量的工作，但是隨著制造自動化、設(shè)計自動化、車輛導航、智能機器人、人臉識別等技術(shù)的發(fā)展，迫切需求快速、精確、魯棒性強、適用面廣的三維物體形狀重建方法，對計算機視覺理論的發(fā)展提出了更高的要求。 立體視覺是計算機視覺的一個重要分支，而其中基于兩幅圖像的雙目立體視覺是立體視

3、覺的一個研究熱點。雙目立體視覺直接模擬人類雙眼處理景物的方式，從兩個視點觀察同一個景物，即由不同位置的兩臺或一臺攝像機經(jīng)過移動或旋轉(zhuǎn)拍攝同一幅場景，通過三角測量的原理計算空間點在兩幅圖像像素間的視差來恢復目標物體的深度信息。最后通過得到的深度信息來恢復出物體的表面形狀。一個完整的計算機三維重建系統(tǒng)可以分為六個部分：圖像采集、攝像機標定、圖像預處理、特征點的提取和立體匹配、深度信息計算、物體表面三維重建及后處理。其中的關(guān)鍵技術(shù)有攝像機標定

4、、圖像立體匹配，以及后處理三項。 本文主要考慮基于OpenCV平臺的立體視覺方法，利用CCD或數(shù)碼攝像機和圖像采集卡進行圖像采集。這是一種基于被動線索的方法，一般需要解決相機定標、特征的檢測和匹配和三維幾何模型的獲取等問題。其中，特征的檢測和匹配是最關(guān)鍵的問題，即如何建立空間中同一點在不同圖像上的對應關(guān)系。在匹配上，本文使用了基于窗口的稀疏點匹配和密集點匹配。文章的重點主要在對攝像機標定、圖像處理及特征提取、圖像匹配進行了分析和