一种基于OpenCV三维重建实现方案.doc

-范文最新推荐- 一种基于OpenCV三维重建实现方案 摘要以计算机视觉三维重建技术为研究对象，分析了开放计算机视觉函数库OpenCV中的三维重建模型，通过六个步骤,特别是摄像机标定和立体匹配中极线约束方法的使用，给出了基于OpenCV的三维重建算法。该算法充分发挥了OpenCV的函数库功能，提高了计算的精度效率，具有良好的跨平台移植性，可以满足各种计算机视觉系统的需要。关键词计算机视觉；三维重建；OpenCV；摄像机标定；极线约束，应、特征检测与匹配定位精度等，一般来讲，距离测量精度与匹配定位精度成正比，与摄像机基线长度成反比。增大基线长度可以改善深度测量精度，但同时会增大图像间的差异，增加匹配的困难程度。因此，要设计一个精确的立体视觉系统，必须综合考虑各方面的因素，保证各环节都具有较高的精度。2.6后处理6后处理包括深度插值、误差校正和精度改善。立体视觉的最终目的是恢复景物可视表面的完整信息，目前，无论哪种匹配方法都不可能恢复出所有图像点的视差，因此对于一个完整的立体视觉系统，必须进行最终的表面内插重建。3基于OpenCV的三维重建OpenCV2中采用的定标方法是介于传统定标方法和自定标方法之间的一种方法，由张正友在其论文3中提出的。这种方法不需要知道摄像机运动的具体信息，这点比传统定标技术更为灵活，同时仍需要一个特定的标定物以及一组已知的特征基元的坐标，这点不如自定标灵活。它通过在至少3个不同的位置获取标定物的图像，计算出摄像机所有的内外参数。由于它比传统定标技术更为灵活，又可以得到不错的定标精度，所以被OpenCV所采纳。在这个模型的定标过程中将用到的三个坐标系：图像坐标系，摄像机坐标系和世界坐标系。通过坐标系之间的变换可以通过下面的公式把图像坐标系的点和世界坐标系78：由于矩阵A包含了摄像机全部的6个内参数，所以称A为摄像机内参数矩阵。PC为模型的外参数矩阵，可以通过以下公式得到：三维重建中最大的难点也是最重要的部分就是立体匹配部分。在OpenCV中选用基于特征匹配中的极线约束方法9。假设空间一点P，它在两个摄像机成像平面上的投影点分别为P1和P2，如图3所示。其中，C1和C2分别为两个摄像机的中心，即摄像机坐标系的原点。在极线几何中，我们称C1和C2的连线为基线。基线和两摄像机成像平面的交点e1和e2分别为两摄像机的极点，它们分别为两个摄像机中心C1和C2在对应的摄像机成像平面上的投影坐标。P、C1和C2组成的三角平面称为极平面。和两个摄像机成像平面的交线l1和l2称为极线，一般称l1为点P2对应的极线，l2为点P1对应的极线，l1和l2互为对应极线。图3我们在极平面上另取一点P，从图中可以看到，它在两摄像机平面上的投影点为P1和P2，其中，P2和P2都在极线l2上。这就是极线约束，即当给定一点P1，它的匹配点一定出现在它所对应的极线上，由此，可以将我们的搜索空间压缩到一维的直线，即极线上。在OpenCV中可以先使用函数cvFindFundamentalMat()求出图像的基础矩阵，然后用把求得的基础矩阵代入函数cvComputeCorrespondEpilines()函数中求出一幅图像中的点在另一幅图像中的对应极线。求得极线后，对图像上沿极线方向上的像素点进行灰度相似性的匹配，能很方便的找出该点在对应图像上的匹配点。4实验结果基于上述原理和OpenCV的函数，利用VC6.0开发了一个全套的三维重建系统。通过上述的6个步骤最终还原出了物体的图形。程序经过严格的测试，运行稳定。在进行相机标定时，要注意的是：照片越多（至少3幅）计算的内外参数就越精确。而且其中任意两幅图像所对应的摄像机光轴不能是平行的。图4实验所用到的左右对应图像图5提取到的轮廓图6匹配过程（图中白点标记为一对对应点）图7点重建的效果图（使用OpenGL重建）5结束与展望三维重建视觉作为计算机视，一种基于OpenCV三维重建实现方案飞雪 关键字：策划方案3月12日植树节活动策划方案一、活动主题：绿色、氧气、健康、时尚；二、活动主办单位：长沙房地产信息网；活动协办单位：长沙阳光100国际新城；三、活动时间：2005年3月12日(星期六)8：4014：00；四、集合地点：黄行路步行街中心广场植树地点：岳麓山；楼盘参观地点：长沙阳光100项目会所；五、交通工具：大吧车接送、自驾车；六、种植树种、数量：公孙树，40棵；七、活动流程：1/09：00：黄兴路步行街集合；2/09：15：宣誓；3/09：30：出发；4/09：3010：30：赴阳光100国际新城会所（参观过程中领取干粮和矿泉水）；510：30：到达植树地点；6/10：3013：30：植树活动开始，内容如下：A、植树造林；B、互动游戏；C、媒体现场采访活动主持人、会员和阳光100俱乐部负责人；D、业主代表讲话；5、14：00：活动完毕，会员自由合影，乘车返回金源酒店；3月12日植树节活动策划方案飞雪  中残联等13部委:关于开展第十次全国爱耳日宣传教育活动的通知各省、自治区、直辖市及计划单列市、新疆生产建设兵团残联、教育厅（教委、教育局）、民政厅（局）、劳动保障厅（局）、卫生厅（局）、人口计生委、工商行政管理局、质量技术监督局、广播影视局、食品药品监管局（药品监督局）、团委、妇联、老龄工作委员会办公室，黑龙江农垦总局残联：一、加强领导、统筹规划、精心组织各地要牢固树立以人为本的科学发展观，协调教育、民政、卫生、残联等相关部门，以县（区、市）为单位，及时成立全国爱耳日宣传教育活动组织领导机构，制定实施方案，根据部门职责，合理安排分工，精心组织实施。广泛发动社会，积极组织社会力量参与爱耳日宣传教育活动，充分发挥医疗、康复、教育等专业机构和学术、慈善等社会组织的作用，形成全社会关心、重视听力残疾预防与康复的氛围。二、创新形式、充实内涵、务求实效各地要立足实际，围绕正确使用助听器的活动主题，充分发挥优势，采取多种形式宣传普及助听器的正确使用与维护，以及听力障碍预防与康复的相关知识。有条件的地区要在爱耳日活动当天，设立宣传咨询一条街。组织医疗、康复、科研、教育等机构以及助听器生产、经营单位的专业技术人员，在城市主要广场、街道、社区设立宣传咨询台，发放宣传品，面向公众普及和宣传助听器使用、维护及保养知识，树立关爱听力，正确使用助听器的健康意识，并提供义诊、测听等服务。要广泛利用报纸、期刊、电视、广播、网络、手机短信等公众媒体，发布爱耳日活动消息，传播听力障碍预防与康复相关知识，也可采取举办专题讲座，组派小分队进农村、入社区等宣传、服务形式。继续在首都北京举办全国爱耳日公益音乐会。三、关注贫困、加大救助、完善制度各地要利用爱耳日活动之际，进一步加大对贫困听力残疾儿童及成人的医疗、康复救助。坚持政府主导，加大投入，并广泛组织动员社会力量采取多种形式进行贫困听力残疾人的康复救助。通过补贴或免费提供助听器等形式，积极解决贫困听力残疾人购买、使用助听器的困难。要进一步学习贯彻*中央国务院关于促进残疾人事业发展的意见，研究、推动将助听器验配服务纳入相应的社会保障制度，逐步建立听力残疾康复的长效保障机制。四、齐抓共管、加强管理、规范服务人力资源和社会保障、卫生、工商管理、质检、残联等部门要进一步密切配合，采取措施，依法规范助听器验配市场，确保助听器产品及服务质量，努力保障听力残疾人合法权益。要充分利用爱耳日之际，依法加强对助听器产品和助听器验配机构的监督检查，杜绝各种劣质产品和不规范服务行为。人力资源和社会保障、卫生、民政、残联等部门要协调行动，积极推进助听器验配师职业培训，不断提高助听器验配从业人员的素质与能力。各级残联要积极发挥爱耳日活动的牵头协调作用，及时收集整理本地宣传教育活动情况，将感人事例、宣传报道材料、图片等相关资料于2018年3月15日前报第十次全国爱耳日宣传教育活动办公室。五、宣传口号人人享有听力保健与康复保护听力正确验配助听器关爱听力正确使用助听器助听器帮你聆听美好世界助听器必须验配配戴助听器享受新生活加强助听器质量监控规范助听器验配服务二九年一月二十三日 7 / 7