基於時間飛行深度感測器對三維物體的建模套用研究

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內容簡介

本書論述了範圍數據獲取的方法,介紹了兩種類型的時間飛行深度感測器的基本工作原理,給出了排列範圍圖像的兩種算法及合併範圍圖像和補洞的過程,提出了利用時間飛行深度感測器搭建完整的三維模型重建系統,向讀者展示了該系統的實時性能與可移植性,使讀者了解獲得相對高質量的重建三維模型結果的具體過程。 本書可作為計算機視覺、計算機圖形圖像、信息學科等相關領域的工程技術人員、科研工作者、教師和研究生的參考書。

編輯推薦

剛性物體的三維模型重建在諸如工程、醫藥、生化、動畫等許多領域廣泛套用。這是一個積極的並具有挑戰性的研究領域,其按範圍圖像獲取方式分為兩大類:被動和主動。被動方法不直接接觸物體,而主動方法直接接觸物體或投射物體上面某種能量。對於被動式方法,計算機視覺領域主要研究提取一個或多個圖像的範圍信息,具體辦法有單一圖像的陰影形狀、立體視覺及視頻流分解。

目錄

第1章 緒論 1
1.1 研究背景與研究意義 1
1.2 研究現狀 3
1.3 主要研究問題 12
1.3.1 利用點雲重建曲面 14
1.3.2 Delaunay三角化格線產生技術 19
1.3.3 參數化、簡化及編輯格線 21
1.3.4 不同類型的範圍照相機 27
1.3.5 表面融合方法 29
1.3.6 補洞 31
1.4 本書章節結構 34
第2章 範圍數據獲取方法綜述 37
2.1 被動視覺技術 38
2.1.1 X形狀方法 39
2.1.2 立體視覺技術 40
2.1.3 來自於運動的結構 42
2.1.4 來源於陰影的形狀 42
2.2 主動視覺技術 44
2.2.1 脈衝時間飛行器系統 45
2.2.2 調幅成像雷達 46
2.2.3 調頻連續波 47
2.2.4 積極三角化 48
2.2.5 BIRIS技術 51
2.2.6 莫爾紋技術 51
2.3 非機械掃瞄器 54
2.4 手持掃瞄器 56
2.4.1 手持三維掃瞄器存在的問題 56
2.4.2 當前商業掃瞄器系統 58
2.5 本章小結 59
第3章 三維模型重建系統構建 61
3.1 系統硬體 62
3.1.1 SwissRanger 3000深度感測器 62
3.1.2 Zcam深度感測器 64
3.2 系統管道 66
3.2.1 系統設計目標 66
3.2.2 系統管道 68
3.3 執行系統 68
3.4本章小結 70
第4章範圍圖像排列 71
4.1生成格線 72
4.2疊代最近點算法闡述 76
4.3兩種算法排列範圍圖像 80
4.3.1無特色點物體初始排列 81
4.3.2有特色點物體初始排列 86
4.3.3用ICP算法完美排列 101
4.3.4全局ICP排列 107
4.3.5Scanalyze介紹 114
4.4本章小結 117
第5章合併及補洞過程 119
5.1合併過程 119
5.1.1相關工作 120
5.1.2體積方法整合 123
5.2補洞過程 129
5.2.1相關工作 129
5.2.2Polymender補洞 132
5.3實驗結果 135
5.4系統評估 138
5.4.1與基礎事實數據對比 138
5.4.2兩種深度感測器結果對比 139
5.5系統局限性 140
5.6本章小結 142
第6章總結與展望 145
參考文獻 149
作者簡介及在學期間所取得的科研成果 171
作者簡介 171
學術論文發表情況 171
主持和參加的有關科研項目 173
致謝 175

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