三維重建技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)數(shù)字化的手段構(gòu)建出現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景或物體三維模型的過(guò)程,該技術(shù)是逆向工程、產(chǎn)品建模等相關(guān)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。當(dāng)前制造業(yè)要求產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)制造,因此制造業(yè)領(lǐng)域逐步重視發(fā)展逆向工程、模型重建等技術(shù)。機(jī)械零件的模型重建是逆向工程在制造業(yè)中的重要應(yīng)用方向,但傳統(tǒng)的三維重建技術(shù)需要使用成本高昂的三維數(shù)據(jù)測(cè)量設(shè)備,且重建方法步驟較為復(fù)雜。因此價(jià)格低、效率高、操作簡(jiǎn)單的三維模型重建技術(shù)受到越來(lái)越多的關(guān)注,本文研究基于深度圖像和彩色圖像的機(jī)械零部件多視角三維重建技術(shù),主要研究?jī)?nèi)容如下:首先使用RGB-D相機(jī)提取機(jī)械零部件多個(gè)視角的深度圖像與彩色圖像,通過(guò)2D-3D轉(zhuǎn)換矩陣將其轉(zhuǎn)換為三維點(diǎn)云數(shù)據(jù);利用雙邊濾波算法去除點(diǎn)云數(shù)據(jù)噪聲,并從三維場(chǎng)景中分割出機(jī)械零部件的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。然后利用主成分分析法（PCA）計(jì)算點(diǎn)云數(shù)據(jù)的法向量;使用改進(jìn)的迭代最鄰近點(diǎn)算法（ICP）實(shí)現(xiàn)相鄰多個(gè)視角點(diǎn)云數(shù)據(jù)的配準(zhǔn),將配準(zhǔn)得到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)融合最終得到機(jī)械零部件點(diǎn)云數(shù)據(jù),該方法優(yōu)化了Kinect多視角三維重建中對(duì)每個(gè)視角相互配準(zhǔn)疊加導(dǎo)致的運(yùn)算量過(guò)大問(wèn)題,并且點(diǎn)云誤差較小。最后研究了基于泊松方程的表面重建算法,該方... 

【文章來(lái)源】：青島理工大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

接觸式測(cè)量示例[5]

青島理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文12（a）6個(gè)視角的點(diǎn)云采集順序示意圖（b）使用Kinect傳感器采集點(diǎn)云數(shù)據(jù)圖2.2點(diǎn)云采集示意圖2.2RGB-D圖像采集設(shè)備本文采用的采集設(shè)備是Microsoft公司于2014年發(fā)布的第二代Kinect相機(jī)。它可以實(shí)現(xiàn)深度圖像采集、三維點(diǎn)云采集、人體關(guān)節(jié)識(shí)別、目標(biāo)追蹤等功能，由于其功能全面、價(jià)格低廉且精度滿(mǎn)足大部分科研和商用需求，所以Kinect傳感器在三維重建中被大量應(yīng)用。2.2.1Kinect硬件結(jié)構(gòu)KinectV2作為一個(gè)RGB-D相機(jī)，它的外觀如圖2.3所示。圖2.3Kinect外觀圖Kinect按硬件結(jié)構(gòu)區(qū)分，主要包括3個(gè)功能模塊：1個(gè)集成處理器、3個(gè)攝像頭，4個(gè)麥克風(fēng)陣列。Kinect詳細(xì)整體結(jié)構(gòu)如下所示：（1）集成處理器：Kinect采用的處理器是微軟X871141-001SoC處理器，使用Microsoft的TOF（Timeofflight）技術(shù)。（2）攝像頭（3個(gè)）：分別是紅外攝像頭、紅外投影機(jī)、彩色攝像頭，三者

青島理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文12（a）6個(gè)視角的點(diǎn)云采集順序示意圖（b）使用Kinect傳感器采集點(diǎn)云數(shù)據(jù)圖2.2點(diǎn)云采集示意圖2.2RGB-D圖像采集設(shè)備本文采用的采集設(shè)備是Microsoft公司于2014年發(fā)布的第二代Kinect相機(jī)。它可以實(shí)現(xiàn)深度圖像采集、三維點(diǎn)云采集、人體關(guān)節(jié)識(shí)別、目標(biāo)追蹤等功能，由于其功能全面、價(jià)格低廉且精度滿(mǎn)足大部分科研和商用需求，所以Kinect傳感器在三維重建中被大量應(yīng)用。2.2.1Kinect硬件結(jié)構(gòu)KinectV2作為一個(gè)RGB-D相機(jī)，它的外觀如圖2.3所示。圖2.3Kinect外觀圖Kinect按硬件結(jié)構(gòu)區(qū)分，主要包括3個(gè)功能模塊：1個(gè)集成處理器、3個(gè)攝像頭，4個(gè)麥克風(fēng)陣列。Kinect詳細(xì)整體結(jié)構(gòu)如下所示：（1）集成處理器：Kinect采用的處理器是微軟X871141-001SoC處理器，使用Microsoft的TOF（Timeofflight）技術(shù)。（2）攝像頭（3個(gè)）：分別是紅外攝像頭、紅外投影機(jī)、彩色攝像頭，三者

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的三維重建技術(shù)綜述[J]. 徐超,李喬.  數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2017(01)
[2]基于Kinect v2的實(shí)時(shí)精確三維重建系統(tǒng)[J]. 李詩(shī)銳,李琪,李海洋,侯沛宏,曹偉國(guó),王向東,李華.  軟件學(xué)報(bào). 2016(10)
[3]基于Kinect的軸類(lèi)零件三維重建研究[J]. 王亞琪,陳成軍,李希彬,李全寶.  計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化. 2015(04)
[4]基于Kinect的人體實(shí)時(shí)三維重建及其應(yīng)用[J]. 馬旋,薛原,楊若瑜.  計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào). 2014(10)
[5]基于運(yùn)動(dòng)恢復(fù)的雙目視覺(jué)三維重建系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 王欣,袁坤,于曉,章明朝.  光學(xué)精密工程. 2014(05)
[6]基于Kinect深度信息的實(shí)時(shí)三維重建和濾波算法研究[J]. 陳曉明,蔣樂(lè)天,應(yīng)忍冬.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 2013(04)

碩士論文
[1]基于Kinect的軸類(lèi)零件三維重建關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王亞琪.青島理工大學(xué) 2015
[2]基于Kinect深度圖像的三維重建研究[D]. 韋羽棉.重慶大學(xué) 2014
[3]基于泊松方程的三維表面重建算法的研究[D]. 張凱.河北工業(yè)大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3581674