基于平移和旋轉(zhuǎn)的單目視覺三維重建的開題報告

基于平移和旋轉(zhuǎn)的單目視覺三維重建的開題報告一、研究背景和意義近年來，三維重建技術(shù)在工業(yè)、醫(yī)療、娛樂等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。隨著計算機視覺和機器學(xué)習(xí)技術(shù)的不斷發(fā)展，單目視覺三維重建技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注。它能夠通過圖像來重建出三維場景中的物體，較為方便、快速和經(jīng)濟，適用于無法使用多個攝像機的場合，如無人機、移動機器人等。目前，單目視覺三維重建技術(shù)主要有基于結(jié)構(gòu)光法、紅外攝像頭等方法，但它們都存在一些問題。如基于結(jié)構(gòu)光法需要在場景中投射光源，而在某些場合下光源不方便布置；紅外攝像頭的成本較高且只能在特定光照條件下使用。因此，基于平移和旋轉(zhuǎn)的單目視覺三維重建技術(shù)成為了近年來較為熱門的研究方向。它通過固定相機，利用旋轉(zhuǎn)臺或平移架等設(shè)備對場景進行改變，以此構(gòu)建多張不同角度的圖像，通過這些圖像進行三維重建。本研究旨在探索基于平移和旋轉(zhuǎn)的單目視覺三維重建技術(shù)的原理、算法及其在工程實踐中的應(yīng)用，為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和技術(shù)支持。二、研究內(nèi)容和方法本研究的主要內(nèi)容包括：1.基于平移和旋轉(zhuǎn)的單目視覺重建的原理和基本理論。2.針對平移和旋轉(zhuǎn)過程中不同角度圖像的獲取與處理，研究不同的圖像配準方法和紋理匹配算法。3.建立三維重建的數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建基于平移和旋轉(zhuǎn)的單目視覺三維重建算法，實現(xiàn)三維場景的重建。4.通過實驗驗證算法的正確性和可靠性，并且與其他基于單目視覺的三維重建方法進行比較分析。本研究采用實驗方法進行實驗驗證。首先設(shè)計并實現(xiàn)基于平移和旋轉(zhuǎn)的三維重建系統(tǒng)，該系統(tǒng)由相機、平移架/旋轉(zhuǎn)臺和控制器等組成。通過對不同場景進行拍攝和處理，得到三維模型數(shù)據(jù)，并與實際場景進行對比，驗證重建結(jié)果的正確性和可靠性。三、預(yù)期成果本研究的主要成果有：1.基于平移和旋轉(zhuǎn)的單目視覺三維重建的技術(shù)流程和算法，并設(shè)計實現(xiàn)重建系統(tǒng)。2.實現(xiàn)基于平移和旋轉(zhuǎn)的三維重建算法，獲得不同場景的三維模型，驗證其正確性。3.通過實驗結(jié)果分析和比較，得出不同重建算法的優(yōu)缺點，并提出優(yōu)化算法的建議。4.對基于平移和旋轉(zhuǎn)的單目視覺三維重建技術(shù)在工程實踐中的應(yīng)用提出建議，并探討未來的發(fā)展方向。四、進度計劃1.第一學(xué)期（2022.09~2023.01）1）開題報告撰寫。2）綜述基于平移和旋轉(zhuǎn)的單目視覺三維重建的研究現(xiàn)狀和進展。3）學(xué)習(xí)和掌握處理和配準多角度圖像的相關(guān)算法。2.第二學(xué)期（2023.02~2023.06）1）搜集和處理實驗數(shù)據(jù)。2）建立三維重建的數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建基于平移和旋轉(zhuǎn)的單目視覺三維重建算法。3）實現(xiàn)重建系統(tǒng)，完成針對不同場景的三維模型的重建。3.第三學(xué)期（2023.09~2023.12）1）分析實驗數(shù)據(jù)，比較平移和旋轉(zhuǎn)技術(shù)的優(yōu)缺點。2）編寫論文，準備答辯。五、參考文獻1.GuoL,WangX,YinY,etal.Arotatingmirrorbasedsinglecamera3Dreconstructionsystemforbuildingscenarios[J].2017.2.SongD,LimJH,KimH,etal.Robustmulti-viewstereobasedoncameraindexingusingstereo-scanandordering-constrainedtripartitegraph[C]//2018MVA.IEEE,2018:337-340.3.WuZ,SongD,KimH,etal.Multi-viewcoherentstereomatchingbasedonstereo-fusionnetwork[C]//2019MVA.IEEE,2019:1-4.4.ZhengY,ZhangJ,SunX,etal.AnImproved3DReconstruction