用于立體三維重建的全景圖像生成技術(shù)研究.pdf

1、全景圖是場景三維可視化的一種高效的表達(dá)方法。無論普通相機(jī)或全景相機(jī)只能采集到場景的局部，為了解決成像設(shè)備視角的局限性問題，獲取寬視角、高分辨率的全景圖，就需要全景圖像拼接技術(shù)。電子經(jīng)緯儀是一種高精度的工程測角儀器，它具有測量精度高、易于操作、非接觸式測量等優(yōu)點(diǎn)，且能夠?qū)崿F(xiàn)讀數(shù)的自動化。將普通數(shù)字?jǐn)z像機(jī)固定安裝在電子經(jīng)緯儀的望遠(yuǎn)鏡上構(gòu)成攝影經(jīng)緯儀，可實現(xiàn)圖像序列的快速準(zhǔn)確拼接，且不受相鄰圖像之間有無有效重疊區(qū)域的影響。全景圖像能給人營造一

2、種虛擬的三維空間，但不具有可量測性，需要進(jìn)行三維重建。全景三維重建是利用全景圖像序列進(jìn)行場景的三維重建的方法，是三維重建理論的重要組成部分。它以相對少的全景圖像數(shù)據(jù)覆蓋重建場景，可以有效簡化重建問題并提高重建效率。
　　本文對基于攝影經(jīng)緯儀的全景圖像拼接和全景三維重建相關(guān)理論和方法進(jìn)行了深入研究，利用攝影經(jīng)緯儀采集到已知空間方位角度的圖像數(shù)據(jù)，生成360度全景圖像，并基于全景圖實現(xiàn)了稀疏點(diǎn)云重建。
　　首先，基于空間后方交會

3、法完成攝影經(jīng)緯儀的系統(tǒng)標(biāo)定，包括經(jīng)緯儀標(biāo)定、初始位置時攝像機(jī)標(biāo)定。校準(zhǔn)攝像機(jī)相對電子經(jīng)緯儀中望遠(yuǎn)鏡的固定位姿偏移參數(shù)，再由經(jīng)緯儀的測角功能實現(xiàn)圖像序列外方位元素的解算。
　　其次，本文根據(jù)攝影經(jīng)緯儀采集圖像序列的特點(diǎn)，采用了球面模型描述全景圖的投影關(guān)系，并研究了從攝影經(jīng)緯儀構(gòu)建球面攝像機(jī)模型的方法以及球面全景圖像的表達(dá)、存儲與感興趣區(qū)域瀏覽的方法。
　　最后，對球面攝像機(jī)模型下的兩視圖幾何理論進(jìn)行了推導(dǎo)。闡述了球面空間前方交