基于Kinect深度數(shù)據(jù)的三維點(diǎn)云曲面重建研究.pdf

1、三維重建是計(jì)算機(jī)機(jī)器視覺(jué)的一個(gè)重要的研究領(lǐng)域，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展以及測(cè)試技術(shù)的加速提升，三維重建開始廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)動(dòng)畫制作、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)、混合現(xiàn)實(shí)、即時(shí)定位與地圖構(gòu)建，人機(jī)交互等各種工程領(lǐng)域。三維重建主要是指通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形圖像數(shù)字化的手段，將客觀世界中的三維實(shí)體重現(xiàn)在計(jì)算機(jī)中。三維重建技術(shù)的核心問(wèn)題是獲得物體不同視角下的場(chǎng)景信息，并對(duì)獲取到的信息進(jìn)行有效的配準(zhǔn)融合，在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中是求解多視角下的空間坐標(biāo)變換關(guān)系。

2、r>　　隨著三維激光掃描設(shè)備的軟硬件技術(shù)的發(fā)展，三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的曲面重構(gòu)也成為計(jì)算機(jī)圖形圖像的研究熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的激光掃描得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)雖然精度足夠高，但是激光掃描儀的價(jià)格比較昂貴，本文結(jié)合微軟公司推出的深度傳感器Kinect，利用開源的PCL（Point Cloud Library）點(diǎn)云庫(kù)，在計(jì)算機(jī)上簡(jiǎn)單、高效地實(shí)現(xiàn)了物體的三維點(diǎn)云的曲面重建。綜上所述，本文利用Kinect深度傳感器作為三維點(diǎn)云輸入獲取設(shè)備，對(duì)點(diǎn)云三維曲面重建流水線涉及的點(diǎn)

3、云數(shù)據(jù)獲取、點(diǎn)云數(shù)據(jù)預(yù)處理、點(diǎn)云配準(zhǔn)、以及點(diǎn)云曲面重建技術(shù)進(jìn)行了研究及相關(guān)的理論分析，并最終實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于Kinect深度傳感器的三維曲面重建實(shí)驗(yàn)處理軟件系統(tǒng)。本文主要的工作如下所述：
　　首先介紹了三維點(diǎn)云曲面重建技術(shù)的研究背景以及相關(guān)的三維點(diǎn)云曲面重建技術(shù)與研究現(xiàn)狀，并對(duì)Kinect深度傳感器的硬件結(jié)構(gòu)、Kinect深度傳感器的三種原生數(shù)據(jù)，即RGB彩色數(shù)據(jù)、景深數(shù)據(jù)、骨骼數(shù)據(jù)的獲取原理作了概述。
　　其次介紹了PCL點(diǎn)

4、云庫(kù)，包括PCL點(diǎn)云庫(kù)的整體組織結(jié)構(gòu)與相關(guān)的處理算法模塊，通過(guò)Kinect獲取攝像機(jī)場(chǎng)景內(nèi)物體的深度信息，結(jié)合空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換將深度信息轉(zhuǎn)換成與實(shí)際模型一致的三維空間點(diǎn)云。隨后就目前的三維曲面重建技術(shù)作了概括性敘述。
　　最后借助PCL點(diǎn)云庫(kù)，探討了三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理的流程，并對(duì)三維點(diǎn)云進(jìn)行了預(yù)處理、配準(zhǔn)，以及曲面重建。同時(shí)對(duì)三維點(diǎn)云曲面重建的GridProjection投影網(wǎng)格曲面重建、貪婪快速三角化曲面重建，泊松表面重建三種曲面重建