基于双目立体视觉的管线建模与立体显示

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1、摘要伴随着空间三维量测需求的不断增加，如今，传统的测量方法无法满足不断发展的社会生产需求，因此，在可量测环境下，进行三维编辑具有很大的优势。在保证精度的情况下，构建这样一个三维量测环境，涉及双目立体视觉、视疲劳问题以及三维建模等问题，而这些问题的解决，更有利于三维量测系统的设计，为其提供相关依据。本文研究的核心内容是以管线作为研究对象，进行基于OpenGL的管线建模、基于双目体视原理的管线立体图片对的获取和基于时分式立体显示器的管线立体显示。主要内容有：在分析人眼视觉特性、视疲劳以及空间定位精度的基础上，对同时满足理论限制和生理限制的更合理的双目体视参数进行了分析研究；在具体分析空间实体

2、成像时的投影与体视变换和管线三维特征的基础上，提出了管段建模和管网衔接处的圆滑处理方法，并利用OpenGLAPI实现了三维投影变换、管段建模、管网衔接处的光滑处理和光照模型的构建；对双目体视原理进行了分析研究，通过左右投影点的设置，获取管线模型的静态立体片对，并对获取管线立体片对时，左右投影中心间的距离与模型到其连线的垂距的最佳比值，进行了主观实验研究；通过视差式分时立体显示器进行管线的立体显示，并根据立体图对的视差图的质量对立体显示效果进行了半定量评价。本文的研究能够有效的对管线进行三维构建和立体显示，可作为日后三维量测开发工作的雏形；通过理论分析，得到在一般工作环境下，即距计算机屏幕

3、40cm、利用时分式立体显示器进行观测或量测工作时合理的体视参数；主观实验得到了左右投影中心间的距离与模型到其连线的垂距的最佳比值，半定量实验结论与主观实验一致，视差图质量与立体效果成正比。本文的研究结果，对计算机视觉和立体量测软硬件系统开发的参数设置提供参考和技术支持。关键词：双目体视；视疲劳；OpenGL；管线建模；视差图；时分式立体显示iAbstractWithmoreandmorespacedimensionalmeasurementneeds,traditionalmeasurementmethodscannotmeettheneedsofproduction,therefor

4、e,thethree-dimensionaleditorhasagreatadvantageintheenvironmentthatcanbemeasured.Inthecaseofensuringtheaccuracy,tobuildathree-dimensionalmeasurementenvironment,involvingbinocularstereovision,eyefatigueproblems,andthree-dimensionalmodelingandotherissues,thesolutionoftheseproblemshavemoreconduciveto

5、designthree-dimensionalmeasurementsystem,toproviderelatedbasis.Thecorecontentofthispaperisdirectedtothepipeline,thepipelinemodeling,theacquisitionofthepipelinestereopairandpipelinestereoscopicdisplay.Themaincontentsare:Onthebasisofanalysisofhumanvisualsystem,stereoviewingcomfortandtheaccuracyofsp

6、atialorientation,morereasonablebinocularstereoregionwhichmeetbothofthetheoryofconstraintsandphysiologicallimitswereanalyzed;Onthebasisofparticularanalysisofspatialentitiesprojectionimagingandbasicstereoconversionandthethree-dimensionalfeaturesofpipeline,proposethemethodsofpipelinemodelingandthesm

7、oothofpipeconvergence,andusingOpenGLAPItoachieveathree-dimensionalprojectiontransformation,pipemodeling,smoothhandlingofconvergenceatthepipelineandilluminationofthepipelinemodel;Onthebasisofanalysisofbinocularstereopri