基于单目视觉图像序列的三维重构

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1、＊固种達若术大备ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅ打ｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ硕±学位论文＼ｓｃｅａｎｄ了戀＾＾兰论文题目基于单目视逾国像寿列的王维重物作者姓名却全机械电子工程学科专业李方民到教投导师姓名完成时间二〇—六年五月中国科学技术大学硕±学位论文參基于单目视觉图像序列的Ｈ维重构作者姓名：刘会学科专业：机械电子工程导师姓名：李为民副教授二〇—完成时间；六年四月二十八日ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅ

2、ｃｈｎｏｌｏｏｆＣｈｉｎａｙｇｙＡ’ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｆｏｒＭａｓｔｅｒｓｄｅｒｅｅｇ？Ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＲｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＩｍａｅｓｏｆＭｏｎｏｃｕｌａｒＶｉｓｉｏｎｇ＇ＡｕｔｈｏｒｓＮａｍｅ；Ｈ山ＬｉｕＳｐｅｃｉａｉ：ＭｅｃｈａｎｉｃａｎｌｔｙｌＥｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ａｓｓｏ．Ｐｒｏ＾＾ＷｅｉｍｉｎＬｉＦｉｎｉｓｈｅｄｔｉｍｅ：Ａｒｉｌ２化ｈ２０１６ｐ，中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学

3、位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果，论。除己特别加ｔｕ标注和致谢的地方外文中不包含任何他人己经发表或撰一写过的研究成果。与我同王作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：＾签字日期：／以．＾中国科学技术大学学位论文授权使用声明一作为申请学位的条件之，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，目Ｐ：学校有权按有关规定向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可Ｗ将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或

4、扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。因＾开□保密（年）＾作者签名：导师签名：签字日期：签字日期：６、Ｃ（）＾摘要一一在机器视觉研究领域中，Ｈ维重构向是其中的热点和难点之。王维重构技术可通过传感器得到的二维图像信息一，经过定的算法来恢复Ｈ维物体表面的Ｈ维信息。该问题的成果已经广泛应用于机器人导航、精密工业加工、非接触式测量、虚拟现实、现场勘探及军事等各个领域。本文提出了完整的，具有实验过程简便基于单目视觉的图像序列的Ｈ维重构

5、算法、成本容易控制、自动化程度较高、非接触、适用范围广泛等优点，对特征点提取和匹配、摄像机矩阵计算一些重点难点进行了分析、王维重构等技术进行详细的介绍，并对研巧。首先，本文对摄像机模型和对极几何进行了深入研究。通过利用对极几何的相关知识，不同视图之间的基本矩阵可Ｗ求得。根据前面求得的基本矩阵，就可得到两幅图对应的摄像机矩阵。第二，本文对如何求取摄像机矩阵进行了深入详细的分析。对于己标定的，求取摄像机矩阵的问题其实就是求取摄像机的外部参数摄像机。求取外部参一一个求解高非线性的超定方程组的问题数的问题是。这类问题般具有难度大、局部

6、极小值多、精度低、鲁棒性难ｔＵ保证的特点。本文详细介绍了Ｈ种求解方法一一化Ｔ算法、角锥体法、遗传算法。本文对不同的方法中经常遇到的疑难问题进行了介绍，并提出了自己的解决方案，。针对不同的实验条件和误差水平。可Ｗ选择相应的最优的解决方案，提高了算法的效率和适用范围＝第王，本文对维重构过程中常见的问题进行了详细介绍和讨论，并提出了相应的解决方案，并对多幅视图的王维重构过程进行了详细介绍。为提高Ｈ维重构的精度，可Ｗ采用整体优化调整的方法，为避免参数过多，我们采用了交替优化的方法，使得计算的复杂度有了很大的降低，重构过程中的效率得到了保证。

7、第四，本文通过大量的模拟实验和实际实验，比较了不同的摄像机矩阵求，解算法的异同同时在实验中不断改进遗传算法的细节，使得算法效率不断提升，最终在保证精度的情况下达到了较高的运算效率，。在模拟实验中计算误，在实际实验中，０左右，达到理想的差基本与预期相同误差水平在．０５个像素精度。第五，综合应用Ｗ上的算法，完成了对图像序列的王维重构，反投平均误差在０．７５个像素左右，达到了预期的精度。关键词：Ｈ维重构单目视觉摄像化矩阵外部参数平差优化ＡＢＳＴＲＡＣＴＡＢＳＴＲＡＣＴＴｈｒｅｅ－ｄｉｍｅ打ｓｉｏｎａｌｒｅｃｏｎｓｔｒｕ