基于kinect的三维重建技术的研究与应用

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1、■Ｖ＇＇护却？，ＴＰ３９１’４１Ａ开中图分类号：密级：ＵＤＣ：本校编号：讀Ｗ义遺乂＃工程硕±学位论文论文题基于Ｋｉｎｅｃｔ的王维重建技术目＝的研究与屋巧？研究生姓名：徐道平学号：０６１３００７０宗刚教授学校指导教师姓名；高缚李职称：企业指导教师姓名；谢广明职称：教授机械工程专业申请学位工程领域名称：２０１６４月２７２０１６年６月８曰论文提交日期：年龄义答辩日期：独创性声明本人声明所

2、呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加Ｗ标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含获得兰州交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。－＾《年月＾吁日学位论文作者签名＜：！＾签字日期：＾＿：＾＾学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰州交通大学可Ｗ将学位论文

3、的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）签学位论文作者签名；导师签名：寺采叫字曰期兴年＾月之曰签字曰期：八Ｋ年＾月曰千工程硕士学位论文基于Kinect的三维重建技术的研究与应用Three-DimensionalReconstructionTechniqueandApplicationResearchBasedonKinec

4、t作者姓名：徐道平工程领域：机械工程学号：06130070校内导师：高溥/李宗刚企业导师：谢广明完成日期：2016.04兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学专业学位硕士学位论文摘要三维重建技术是计算机图形学、计算机技术、虚拟现实等多学科的交叉领域，其目标是借助计算机技术将真实世界中的三维实体进行采集，经过计算机处理后真实的再现到计算机中，其中点云数据的获取和配准算法是实现三维重建需要解决的两个关键技术问题。目前，该技术已广泛应用于逆向工程、文物保护、大众娱乐

5、、路径导航、虚拟现实、工业设计等领域。本文开发了一套以微软Kinect为点云数据获取设备的三维重建平台，针对数据获取、数据预处理、图像配准、点云配准等问题进行了研究，并与3D打印机相结合，搭建了一个基于Kinect的快速原型制造系统。具体内容如下：1)搭建了基于微软Kinect的数据获取系统。通过Kinect设备获取待测物体的RGB图像和深度信息，通过分析RGB相机和深度相机的成像模型，对RGB相机和深度相机进行了标定，对所获取的深度信息进行转化得到实际的点云数据，并通过双边滤波算法去除其中的噪

6、声部分。2)给出了一种改进的点云匹配算法，实现了物体的三维重建。通过对图像特征提取算法SURF与SIFT，以及对点云数据特征提取中的表面法向估计方法和点直方图估计方法的比较，给出了一种改进的点云匹配算法，实现了点云数据的初始配准；最后采用ICP算法对点云进行精确配准，完成配准后生成三维实体。3)搭建了一个基于Kinect的快速原型制造系统。以基于Kinect的三维重建系统实现对被打印物品的三维造型，实现逆向设计，进而通过3D打印机实现快速制造。本文所提出的三维重建系统具有成本低廉、操作简便且不需

7、要高性能的计算机处理数据等特点。该系统提供了一个桌面式的快速制造系统方案，为3D打印机进入大众生活提供了一种选择。关键词：Kinect；三维重建；点云配准；3D打印论文类型：应用基础研究-I-基于Kinect的三维重建技术的研究与应用AbstractThree-dimensionalreconstructiontechnologyisacross-technologyofcomputergraphics,computertechnology,virtualrealityandotherdisci

8、plines,usingcomputerskilltocollecttherealworld,afterprocessingthenshowtheobjectiveworldinthecomputer,thetwokeytechnicalproblemsarehowtogettheexactpointclouddataandregistrationalgorithmbetweentwopointclouds.Now,thistechnologyplaysanimportantroleinreve