改进贪婪投影三角化算法的激光点云快速三维重建

通过三维激光扫描仪获取的点云数据具有密度大、精度高等特点。本文针对贪婪投影三角化算法在对采集的大量点云数据进行三维重建时耗时长,重构的模型表面不够光滑,存在细小孔洞的问题,提出一种改进的点云三维重建算法。该方法首先用体像素网格滤波算法对点云进行下采样;然后使用移动最小二乘算法对输入的点云进行平滑及重采样,并且使用八叉树来代替KD树进行近邻域搜索;最后使用基于移动最小二乘算法的点云法线估计的贪婪投影三角化算法对点云进行重建。经过实验验证,该方法可以缩短重建时间,减少孔洞,并构建出平滑、点云拓扑结构更为准确的模型。     

点特征柔性物体三维运动恢复方法

为了使用两台标定的高速相机获取点特征柔性物体的三维运动轨迹,提出了一种实用的点特征柔性物体三维运动恢复方法,包括图像空间重建、时间序列重建等步骤。其中空间和时间序列重建是三维运动恢复的核心部分,在空间重建方面,使用椭圆拟合得到图像上点的坐标,并根据马氏距离寻找匹配点,然后利用三角测量法计算空间三维点;在时间序列重建方面,利用搜索方法匹配点前后图像坐标,从而实现运动过程的三维恢复。然后利用重建结果计算运动柔性物体的速度、加速度、曲率变化等重要参数。实验结果表明,该三维运动恢复方法提高了空间序列匹配的速度和准确度,有效地实现了时间序列的匹配,减少了整个重建过程的时间。通过对目标的重建,准确地获得了物体的三维运动数据。     

激光雷达和CCD外部标定方法的改进及其应用研究

激光雷达和CCD各自都具有快速获取物体空间信息的能力,广泛应用在真实场景的三维建模中.本文结合激光雷达对空间三维数据采集的高速性以及CCD图像处理的快速和便利性,将激光雷达和CCD外部标定算法首次运用在物体三维建模中,提出了改进的外部标定算法,研究了基于外部标定算法的点云分割.并对分割后的点云进行三维重建和纹理映射,取得了较好效果.     

基于OpenCV的三维重建研究

以计算机视觉中热门课题——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6个步骤,主要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.     

三维点云中关键点的配准与优化算法

传统三维(3D)点云配准过程中存在配准误差高、计算量大及耗时长等问题,针对该问题,提出了一种3D点云中关键点的配准与优化算法.在关键点选取阶段,用边缘点检测算法剔除边缘关键点,以提高关键点特征描述的全面性和重复性,降低3D点云配准误差.在3D点云配准阶段,用K-维树(KD-tree)加速的最近邻算法和迭代最近点算法剔除...     

载人潜水器的深海地貌线结构光三维重建

针对深海环境下通过视觉方法难以实现地貌的大范围、高精度三维重建的问题,提出一种基于蛟龙号载人潜水器的线结构光法深海地貌三维重建视觉传感器的设计方案。根据线结构光三维重建的原理,首先改进了Steger算法,实现了快速、精准的激光条纹中心线提取;然后利用直接标定法求解出地形特征的二维空间坐标,并克服了图像畸变对重建的影响;再将获得的二维点云与多传感器数据融合,跟随潜水器坐标实时计算偏移量,并根据传感器位姿变化对图像矫正,最终获得地貌的三维点云数据。根据重建原理设计了视觉传感器的软硬件系统,并搭建了实验模拟平台来验证方案的可行性。通过水下实验可以实现对模拟地貌的完整重建,精度达到96.9%,符合重建要求。     

基于形状插值的B超图像三维表面重建

B超图像由于受其成像机理的限制,其成像质量较差,无法采用与CT(计算机断层扫描)、MRI(磁共振成像)类似的三维重建方法。针对B超图像的缺点,采用基于形状的插值方法将其转换为等分辨率体数据。此外,对插值算法进行了适当改进,使重建的速度和效果得到明显改善。最后,分别采用移动立方体(marching cubes)算法、连接轮廓线、光线投射(ray casting)算法对B超图像进行三维重建。结果表明,移动立方体算法在重建的真实性和快速性方面都得到了更满意的效果。     

激光扫描共聚焦显微镜的基本原理及其使用技巧

介绍了激光扫描共聚焦显微镜(laser scanning confocal microscopy,LSCM)的原理和构造,分析了LSCM的优点和缺点,并以花粉为例,详细介绍了共聚焦针孔直径、光电倍增管检测器增益、激光强度、扫描速度、扫描方式和Z轴步距等重要参数设置对共聚焦成像的不同影响。探讨了正确使用LSCM的方法与技巧,如获取高质量的图像、图像保存及图像处理,以便为科技人员利用LSCM开展更多植物学与环境科学相关的研究提供参考。     

激光清洗技术

激光清洗技术是近10年来飞速发展的新型清洗技术,它以自身的许多优点在众多领域中逐步取代传统清洗工艺.本文介绍了激光清洗的原理和激光清洗的一些典型应用,展示了激光清洗这一"绿色"清洗技术广阔的发展前景.     

一种在对极几何约束下重建三维物体的方法

本文在用对极几何关系重建三维物体的基础上,提出了利用量小二乘法和迭代法相结合的基础矩阵求解算法,推导了新的评价函数作为迭代的误差测度.在每次迭代时,以评价函数作为测度来排除具有较大误差的图象点,而对保留的误差较小的点乘以适当的权值,因此得到精度较高的基础矩阵。实验表明,我们的重建方法比已有算法运算精度更高,性能更稳定,且具有良好的抗噪声性能。