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基于平移和旋轉(zhuǎn)的單目視覺三維重建的開題報(bào)告一、研究背景和意義近年來,三維重建技術(shù)在工業(yè)、醫(yī)療、娛樂等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)視覺和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的不斷發(fā)展,單目視覺三維重建技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注。它能夠通過圖像來重建出三維場(chǎng)景中的物體,較為方便、快速和經(jīng)濟(jì),適用于無法使用多個(gè)攝像機(jī)的場(chǎng)合,如無人機(jī)、移動(dòng)機(jī)器人等。目前,單目視覺三維重建技術(shù)主要有基于結(jié)構(gòu)光法、紅外攝像頭等方法,但它們都存在一些問題。如基于結(jié)構(gòu)光法需要在場(chǎng)景中投射光源,而在某些場(chǎng)合下光源不方便布置;紅外攝像頭的成本較高且只能在特定光照條件下使用。因此,基于平移和旋轉(zhuǎn)的單目視覺三維重建技術(shù)成為了近年來較為熱門的研究方向。它通過固定相機(jī),利用旋轉(zhuǎn)臺(tái)或平移架等設(shè)備對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行改變,以此構(gòu)建多張不同角度的圖像,通過這些圖像進(jìn)行三維重建。本研究旨在探索基于平移和旋轉(zhuǎn)的單目視覺三維重建技術(shù)的原理、算法及其在工程實(shí)踐中的應(yīng)用,為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和技術(shù)支持。二、研究?jī)?nèi)容和方法本研究的主要內(nèi)容包括:1.基于平移和旋轉(zhuǎn)的單目視覺重建的原理和基本理論。2.針對(duì)平移和旋轉(zhuǎn)過程中不同角度圖像的獲取與處理,研究不同的圖像配準(zhǔn)方法和紋理匹配算法。3.建立三維重建的數(shù)學(xué)模型,構(gòu)建基于平移和旋轉(zhuǎn)的單目視覺三維重建算法,實(shí)現(xiàn)三維場(chǎng)景的重建。4.通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證算法的正確性和可靠性,并且與其他基于單目視覺的三維重建方法進(jìn)行比較分析。本研究采用實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。首先設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)基于平移和旋轉(zhuǎn)的三維重建系統(tǒng),該系統(tǒng)由相機(jī)、平移架/旋轉(zhuǎn)臺(tái)和控制器等組成。通過對(duì)不同場(chǎng)景進(jìn)行拍攝和處理,得到三維模型數(shù)據(jù),并與實(shí)際場(chǎng)景進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證重建結(jié)果的正確性和可靠性。三、預(yù)期成果本研究的主要成果有:1.基于平移和旋轉(zhuǎn)的單目視覺三維重建的技術(shù)流程和算法,并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)重建系統(tǒng)。2.實(shí)現(xiàn)基于平移和旋轉(zhuǎn)的三維重建算法,獲得不同場(chǎng)景的三維模型,驗(yàn)證其正確性。3.通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和比較,得出不同重建算法的優(yōu)缺點(diǎn),并提出優(yōu)化算法的建議。4.對(duì)基于平移和旋轉(zhuǎn)的單目視覺三維重建技術(shù)在工程實(shí)踐中的應(yīng)用提出建議,并探討未來的發(fā)展方向。四、進(jìn)度計(jì)劃1.第一學(xué)期(2022.09~2023.01)1)開題報(bào)告撰寫。2)綜述基于平移和旋轉(zhuǎn)的單目視覺三維重建的研究現(xiàn)狀和進(jìn)展。3)學(xué)習(xí)和掌握處理和配準(zhǔn)多角度圖像的相關(guān)算法。2.第二學(xué)期(2023.02~2023.06)1)搜集和處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。2)建立三維重建的數(shù)學(xué)模型,構(gòu)建基于平移和旋轉(zhuǎn)的單目視覺三維重建算法。3)實(shí)現(xiàn)重建系統(tǒng),完成針對(duì)不同場(chǎng)景的三維模型的重建。3.第三學(xué)期(2023.09~2023.12)1)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),比較平移和旋轉(zhuǎn)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。2)編寫論文,準(zhǔn)備答辯。五、參考文獻(xiàn)1.GuoL,WangX,YinY,etal.Arotatingmirrorbasedsinglecamera3Dreconstructionsystemforbuildingscenarios[J].2017.2.SongD,LimJH,KimH,etal.Robustmulti-viewstereobasedoncameraindexingusingstereo-scanandordering-constrainedtripartitegraph[C]//2018MVA.IEEE,2018:337-340.3.WuZ,SongD,KimH,etal.Multi-viewcoherentstereomatchingbasedonstereo-fusionnetwork[C]//2019MVA.IEEE,2019:1-4.4.ZhengY,ZhangJ,SunX,etal.AnImproved3DReconstruction
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