基于kinect的室内环境三维地图创建的研究与应用

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1、中文图书分类号：TP311密级：公开UDC：004学校代码：10005硕士专业学位论文PROFESSIONALMASTERDISSERTATION基于Kinect的室内环境三维地图创建论文题目：的研究与应用论文作者：梁爽专业类别/领域：软件工程指导教师：朱青韩建平论文提交日期：2017年5月UDC：004学校代码：10005中文图书分类号：TP311学号：S201425078密级：公开北京工业大学硕士专业学位论文（全日制）题目：基于Kinect的室内环境三维地图创建的研究与应用英文题目：RESEARCHANDAPPLICATIONOF3DMA

2、PMODELLINGFORINDOORENVIRONMENTBASEDONKINECT论文作者：梁爽专业类别/领域：软件工程研究方向：数字媒体技术及应用申请学位：工程硕士专业学位指导教师：朱青韩建平所在单位：信息学部答辩日期：2017年5月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献

3、均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：梁爽日期：2017年5月29日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：梁爽日期：2017年5月29日导师签名：朱青日期：2017年5月29日摘要摘要计算机视觉是人们利用计算机与其相关设备获取和处理自然信息来实现对生物视觉系统进行模仿的科学。三维地图创建长期以来在计算机视觉领域的热点研究方向中占

4、据着重要地位。传统三维地图创建技术的设备昂贵、工作复杂、成本偏高，并且速度与精度也存在提升空间。因此，如何降低三维地图创建的成本、提高三维创建的速度与精度、简化三维重建的操作具有很高的研究价值和良好的应用前景。本论文主要进行了基于Kinect的室内环境三维地图创建与相关应用的研究。本文将首先对KinectV2各项功能及基本原理进行介绍与分析，通过KinectV2获取三维地图创建所需要的RGB图像与深度图像，并根据传感器所获取的RGB图像与深度图像生成每帧的三维点云地图。之后本文通过对不同常用视觉特征检测方法进行对比和分析，最终选择利用同时具备

5、较好精度与较快速度的siftGPU对图像进行特征点的提取与匹配。在三维地图创建过程中，本文首先利用以奇异值为核心的迭代最近点法求解运动估计，同时，为避免通过该方法处理图像特征匹配时仍存在较大误差而导致位姿估计精度低的问题，本文采用随机采样一致的方法对匹配结果进行了进一步的筛选。之后，为处理传感器在不断变化位姿的过程中根据不断更新的关键帧数据来估计自身位姿而产生的误差，本文根据经过回环检测所得到的数据利用对姿态图进行图优化的方法得出最终位姿，拼接出精度较高的点云地图与运动轨迹。同时，对于三维地图创建在日常生活中的实践，本文设计了一种便于获取房屋

6、结构信息的三维全景看房系统，该系统通过获取房屋室内环境真实数据创建三维模型供用户获取流畅的室内环境真实三维结构信息和彩色信息，有效展示了基于Kinect的室内环境三维地图创建在日常生活应用领域的作用。关键词：三维地图重建；Kinect；点云地图；siftGPU；图优化IAbstractAbstractComputervisionisakindofsciencewhichisusedtoacquireandprocessnaturaldatatosimulatethebiologicalvisionsystembycomputerandrela

7、tedequipment.Threedimensional(hereafter3D)mapmodelinghasbeenplayinganimportantroleinthefieldofcomputervision.Thetraditional3Dmapmodelingtechnologyiscomplexandcostly,alsothespeedandaccuracyofthistechnologyneedimprovement.Therefore,howtoreducethecostof3Dmapmodeling,improvethe

8、speedandaccuracyof3Dmodeling,simplifytheoperationof3Dmodelinghasahighresearchvalue