基于序列图像的三维重建技术研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）基于序列图像的三维重建技术研究硕士研究生：马文超指导教师：李金教授企业导师：李广武高级工程师工程领域：控制工程哈尔滨工程大学2018年4月分类号：密级：UDC：编号：专业硕士学位论文（工程硕士）基于序列图像的三维重建技术研究硕士研究生：马文超指导教师：李金教授学位级别：工程硕士工程领域：控制工程所在单位：自动化学院论文提交日期：2018年4月论文答辩日期：2018年5月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheProfessionalDegreeo

2、fMaster(MasterofEngineering)Researchon3DReconstructionBasedonSequenceImagesCandidate:MaWenchaoSupervisor:Prof.LiJinAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ControlEngineeringDateofSubmission:April.2018DateofOralExamination:May.2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大

3、学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许

4、哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要伴随着信息处理技术的发展和计算机视觉的出现，使得计算机能够利用物体的三维建模对物体三维信息进行理解和处理；而三维模型给人带来的全面直观的信息感受，促使着人们对于

5、三维模型的需求也越来越大，也滋生出了许多建模技术的发展。其中基于图像的建模技术具有的成本低廉、操作简单系统化和重建真实感等独特优势，广泛的应用于军事、农业、医学等各种领域，越来越成为当今社会研究的重点。本文从所要重建出目标物体表面模型出发，对重建系统中的每个模块进行了相应的研究。在对本文重建系统各模块的设计中，首先重点研究经典的特征提取算法，提出了一种基于边缘方向的模板特征点提取算法，将图像边缘信息与模板的角度信息相互关联，提取出图像的特征点，并将其用二进制编码来描述；研究张氏标定法进行相机标定，求解出图像点与空间点相转化的投影矩阵大小；利用投影矩阵对空间点求取时，本文

6、改进了一种基于最近邻图像匹配求解空间点的方法，使用少数量的匹配特征点完成对空间点的约束，大幅度降低计算量的维度；在求解出空间点坐标之后，本文利用距离平方和最小优化算法，对计算出的空间点完成精确的空间定位，得到整个物体表面空间点云数据；对已获取的点云数据，给出一种利用二维平面点拓扑连接反投影空间中的点云网格化方法，对三维点云数据完成由点到曲面的转化；最后对获得的模型表面进行纹理的映射渲染工作，得到具有纹理、颜色渲染的物体表面三维模型。关键词：特征提取；相机标定；空间点云；纹理映射AbstractWiththedevelopmentofinformationprocessi

7、ngtechnologyandtheemergenceofcomputervision,three-dimensionalmodelingcanbeusedtoprocessthethree-dimensionalinformationofobjects.Thecomprehensiveandintuitiveinformationexperienceofthethree-dimensionalmodelsbringpeoplegrowingdemandforthethree-dimensionalmodel,andalsogivebir