基于單目DSO的地下空間三維點云重建
發(fā)布時間:2021-11-17 02:21
隨著我國城市化進展地不斷推進,地面上的土地資源越來越稀缺,城市的發(fā)展已經(jīng)大力向地下拓展,地下空間的利用率越來越高。但由于地下環(huán)境的密閉性、承重性、不易見性等特點,所以安全性檢測尤為重要。傳統(tǒng)的人工巡檢方式需要極大的人力和時間成本,難以滿足城市日益見長的地下空間發(fā)展需求。近年來,以機器視覺為代表的巡檢機器人技術已經(jīng)快速的發(fā)展起來,在很大程度上緩解了人工巡檢的任務。但目前地巡檢機器人的巡檢路線主要是還是由人為設定,不能自主適用于陌生、復雜的環(huán)境。而現(xiàn)有的以神經(jīng)網(wǎng)絡為代表的自主巡檢和導航方法,仍需大量的時間和樣本來訓練其網(wǎng)絡,沒有廣泛的適用性。因此,本文結合最近幾年發(fā)展快速的同時定位與地圖重建(SLAM)技術,提出了一種基于單目DSO(Direct Sparse Odometry)的地下空間三維重建方法。本文工作主要體現(xiàn)在以下三個方面:首先,搭建數(shù)據(jù)采集平臺獲取實驗數(shù)據(jù),并就地下環(huán)境的光照不一致性造成的圖像質量參差不齊問題,提出了一種基于RETINEX理論的圖像增強方法,且通過實例驗證該算法的有效性,確保圖像質量的一致性,為后續(xù)算法的實施提供了良好的數(shù)據(jù)源。然后,就單目DSO三重建中的點云尺...
【文章來源】:電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
PTAM現(xiàn)實增強圖
所以制作和購買成本低廉,可廣泛適用。建受到許多學者的關注和研究。單目相機的數(shù)據(jù)圖像的本質是拍照時的被測物體在相機內部留下維真實的世界反映到二維圖像平面中,從字面上缺失了一個維度,而缺失的維度,也就是所謂的法找到一個合適的參考樣本,也就無法從單幅圖相機鏡頭的遠近關系,即深度關系。在后面的研個非常重要的參數(shù)。即使是人類,在見過大量的覺,這可以幫助人們判斷照片中的物體距離相機,物體受到光照后會留下影子;近處的物體可以這種直覺也無法得到準確的答案,如圖 2-3 所示,無法判斷究竟人是真實的,還是個小型模型,而言之,人類無法通過單幅圖像確定一個物體真無法辦到。所以想要恢復真正的三維結構,必須即應該緩慢的移動相機,才能估計它的運動情況
(a) (b)圖 2-5 相機位移實例。(a)相機初始位置圖像;(b)相機左偏移圖像回環(huán)檢測,又稱閉環(huán)檢測。目的是在 SLAM 運行過程中,不過同樣的位置,如果發(fā)現(xiàn)位置相同,則交給下一步處理。相中,有可能回到了原點,但由于 VO 中會產(chǎn)生漂移誤差,它計值卻沒有回到原點。所以,回環(huán)檢測所關心的主要問題是原點”或怎么把“原點”識別出來。為了解決這個問題,需要讓的場景”的能力。譬如,人們在原點處設置一個標志物(二維如果相機拍到了這個標志物,就表明此時此刻,相機所在的位別原點方法強烈依賴于標志物,若標志物缺損(二維碼被撕有標志物,那么這種方法就完全失效了,導致這種方法的應較于在環(huán)境中添加標志物來識別原點,更為實用的方法是基斷圖像間的相似性,類比于人類的思維模式,當人類看到兩,就認為這兩張圖片是同一個地方,而相似的依據(jù)就是人眼
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于“山水城市”理念下的中國特色生態(tài)城市初探[J]. 張海峰,季翔. 中外建筑. 2017(12)
[2]當前農(nóng)村基層治理現(xiàn)代化面臨的問題與挑戰(zhàn)[J]. 饒靜. 人民論壇·學術前沿. 2017(22)
[3]Retinex在光照不均文本圖像中的研究[J]. 曾凡鋒,劉樹鵬. 計算機工程與設計. 2017(11)
[4]基于視覺里程計的單目紅外視頻三維重建[J]. 陳博洋,孫韶媛,葉國林,趙海濤. 激光與紅外. 2017(10)
[5]地下空間普查成果的質量檢查方法研究與實踐[J]. 張君華,宋鋮,魏保峰. 測繪地理信息. 2017(04)
[6]基于視覺的即時定位與地圖重建(V-SLAM)綜述[J]. 呂霖華. 中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè). 2017(04)
[7]超聲波UDM100Q成槽檢測在拱北隧道地下連續(xù)墻施工中的應用[J]. 郭彥兵. 施工技術. 2016(S1)
[8]近景攝影測量在地下三維重建中的應用[J]. 白洪偉,李進,穆星,吳滿意. 沈陽大學學報(自然科學版). 2016(03)
[9]基于三維激光掃描點云的礦山巷道三維建模方法研究[J]. 江記洲,郭甲騰,吳立新,楊宜舟,周文輝,張培娜. 煤礦開采. 2016(02)
[10]GRP5000隧道檢測車在上海地鐵的應用研究[J]. 沈至毅,譚周. 山西建筑. 2013(27)
博士論文
[1]基于單目視覺的同時定位與地圖重建算法研究[D]. 孟旭炯.浙江大學 2010
碩士論文
[1]月面巡視器同時定位與制圖算法研究[D]. 鄭寒.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]地鐵隧道激光掃描檢測小車的研究與開發(fā)[D]. 魏楚文.武漢大學 2017
[3]基于Kinect多移動機器人3D同步定位與制圖[D]. 施尚杰.華東理工大學 2017
[4]基于點線綜合特征的雙目視覺SLAM方法[D]. 謝曉佳.浙江大學 2017
[5]激光雷達點云采集和三維重建軟件系統(tǒng)實現(xiàn)[D]. 白鑫鵬.西安電子科技大學 2014
[6]基于PFH與信息融合的移動場景實時三維重構研究精簡算法[D]. 黃軍君.東華大學 2014
本文編號:3500035
【文章來源】:電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
PTAM現(xiàn)實增強圖
所以制作和購買成本低廉,可廣泛適用。建受到許多學者的關注和研究。單目相機的數(shù)據(jù)圖像的本質是拍照時的被測物體在相機內部留下維真實的世界反映到二維圖像平面中,從字面上缺失了一個維度,而缺失的維度,也就是所謂的法找到一個合適的參考樣本,也就無法從單幅圖相機鏡頭的遠近關系,即深度關系。在后面的研個非常重要的參數(shù)。即使是人類,在見過大量的覺,這可以幫助人們判斷照片中的物體距離相機,物體受到光照后會留下影子;近處的物體可以這種直覺也無法得到準確的答案,如圖 2-3 所示,無法判斷究竟人是真實的,還是個小型模型,而言之,人類無法通過單幅圖像確定一個物體真無法辦到。所以想要恢復真正的三維結構,必須即應該緩慢的移動相機,才能估計它的運動情況
(a) (b)圖 2-5 相機位移實例。(a)相機初始位置圖像;(b)相機左偏移圖像回環(huán)檢測,又稱閉環(huán)檢測。目的是在 SLAM 運行過程中,不過同樣的位置,如果發(fā)現(xiàn)位置相同,則交給下一步處理。相中,有可能回到了原點,但由于 VO 中會產(chǎn)生漂移誤差,它計值卻沒有回到原點。所以,回環(huán)檢測所關心的主要問題是原點”或怎么把“原點”識別出來。為了解決這個問題,需要讓的場景”的能力。譬如,人們在原點處設置一個標志物(二維如果相機拍到了這個標志物,就表明此時此刻,相機所在的位別原點方法強烈依賴于標志物,若標志物缺損(二維碼被撕有標志物,那么這種方法就完全失效了,導致這種方法的應較于在環(huán)境中添加標志物來識別原點,更為實用的方法是基斷圖像間的相似性,類比于人類的思維模式,當人類看到兩,就認為這兩張圖片是同一個地方,而相似的依據(jù)就是人眼
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于“山水城市”理念下的中國特色生態(tài)城市初探[J]. 張海峰,季翔. 中外建筑. 2017(12)
[2]當前農(nóng)村基層治理現(xiàn)代化面臨的問題與挑戰(zhàn)[J]. 饒靜. 人民論壇·學術前沿. 2017(22)
[3]Retinex在光照不均文本圖像中的研究[J]. 曾凡鋒,劉樹鵬. 計算機工程與設計. 2017(11)
[4]基于視覺里程計的單目紅外視頻三維重建[J]. 陳博洋,孫韶媛,葉國林,趙海濤. 激光與紅外. 2017(10)
[5]地下空間普查成果的質量檢查方法研究與實踐[J]. 張君華,宋鋮,魏保峰. 測繪地理信息. 2017(04)
[6]基于視覺的即時定位與地圖重建(V-SLAM)綜述[J]. 呂霖華. 中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè). 2017(04)
[7]超聲波UDM100Q成槽檢測在拱北隧道地下連續(xù)墻施工中的應用[J]. 郭彥兵. 施工技術. 2016(S1)
[8]近景攝影測量在地下三維重建中的應用[J]. 白洪偉,李進,穆星,吳滿意. 沈陽大學學報(自然科學版). 2016(03)
[9]基于三維激光掃描點云的礦山巷道三維建模方法研究[J]. 江記洲,郭甲騰,吳立新,楊宜舟,周文輝,張培娜. 煤礦開采. 2016(02)
[10]GRP5000隧道檢測車在上海地鐵的應用研究[J]. 沈至毅,譚周. 山西建筑. 2013(27)
博士論文
[1]基于單目視覺的同時定位與地圖重建算法研究[D]. 孟旭炯.浙江大學 2010
碩士論文
[1]月面巡視器同時定位與制圖算法研究[D]. 鄭寒.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]地鐵隧道激光掃描檢測小車的研究與開發(fā)[D]. 魏楚文.武漢大學 2017
[3]基于Kinect多移動機器人3D同步定位與制圖[D]. 施尚杰.華東理工大學 2017
[4]基于點線綜合特征的雙目視覺SLAM方法[D]. 謝曉佳.浙江大學 2017
[5]激光雷達點云采集和三維重建軟件系統(tǒng)實現(xiàn)[D]. 白鑫鵬.西安電子科技大學 2014
[6]基于PFH與信息融合的移動場景實時三維重構研究精簡算法[D]. 黃軍君.東華大學 2014
本文編號:3500035
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