无人机影像的三维场景重建与漫游研究

文中基于无人机低空遥感影像与拼接镶嵌处理结果,在World Wind开源软件框架上,二次开发了影像金字塔的构成过程,实现了在NASA World Wind中的快速实时显示;并结合数字高程信息(DEM)、无人机飞行过程中的GPS定位信息与World Wind中NLT Landsat 7(Visible Color)影像数据,建立了无人机遥感影像的实时三维地形重建与场景漫游系统.该系统为矿区地形分析与建设规划、灾区灾情监测与快速应急处理等提供了较好的应用平台.     

实时三维重建算法的实现——基于Kinect与单目视觉SLAM的三维重建

作为计算机视觉技术的一个重要分支,基于单目视觉的三维重建技术以其要求简单、成本低廉、易于实现等优点,得到了越来越多的关注。在室内环境下就智能机器人的同步定位以及环境地图创建（SLAM）算法展开了研究,引入RGB-D相机Kinect直接获取3D场景的深度信息,实现了一种基于单目视觉SLAM与Kinect的实时三维重建方法。     

固体火箭发动机高能X射线探伤胶片影像三维重建

固体火箭发动机是导弹武器系统的主要动力装置,需要定期进行无损检测。常规的检测方法是对X射线照相得到的二维胶片进行评判,然而利用二维图像来反映三维空间结构,在直观显示上存在很大的缺陷性。介绍了利用二维胶片图像还原发动机的空间三维结构的基本重建原理和六大体系结构,即数字图像的获取、各项参数的标定、图像的预处理和特征提取、图像的立体匹配以及图像信息三维重建。     

双视三维重建的高精度运动参数估计方法

从两幅透视图像恢复被摄目标的三维结构是计算机视觉最基本的任务之一,其中,运动估计算法的性能决定了最终的三维重建精度。首先讨论了双视成像的基本数学模型,并介绍了几种现有运动参数估计方法的基本原理和不足。随后,基于投影误差最小判决函数,提出了用于双像运动估计的改进非线性迭代优化方法。数值仿真结果表明,在大平移小旋转角及小平移大旋转角2种运动条件下,采用文中提出的方法,运动估计精度均有所提高。此外,根据运动参数的估计值对真实目标进行三维重建实验,结果表明尺度重建误差小于2%且角度误差在3°以内。     

斜对称面检测在二次曲面体中的应用

对称是三维重建中的一个十分重要的约束条件,真实的对称在全局观察视角下变成了斜对称。斜对称检测可以大大降低三维重建的复杂度。本文提出了二次曲面体的斜对称面检测方法,该方法首先将SUGIMOTO等提出的斜对称检测方法扩展到任意二次曲线,然后将二次曲面体进行面域提取,对提取的各个面域运用前面的斜对称检测方法进行斜对称轴检测,从所有检测到的对称轴中提取出对称面多边形的边界,采用极左邻边搜索法构造对称面多边形即斜对称面同实体的相交面。由于算法对于物体的摆放位置没有要求,因而扩展了实体的覆盖域。     

火力发电厂锅炉炉内温度场在线测量技术研究综述

大型燃煤发电机组的炉内温度场监测对于燃烧工况诊断和控制具有重要意义。本文阐述了当前世界上较为先进的几种炉内温度场在线测量技术的实现原理,并在试验研究和工程应用的基础上对系统特点和局限性进行了讨论与分析,总结指出了有关技术在消化吸收过程中亟待解决的问题和发展方向。     

一种用于焊接工件三维重建的视差图分割算法

在遥控焊接中采用立体视觉传感建立焊接工件的三维模型时,视差图的分割是重要步骤之一.文中对经典USF平面距离图分割算法进行改进,通过增加区域合并步骤,使之能够分割含有圆柱面的立体视差图.区域合并步骤分为边界探测和合并曲面两步.在边界探测步骤记录平面分割所得区域的边界像素;合并曲面步骤通过比较相邻区域的边界像素间的法向量夹角和距离,判断相邻区域是否属于同一曲面,并将属于同一曲面的区域赋予相同的标签.文中给出了马鞍形工件的立体视差图分割结果,证明了算法的可行性.

Abstract：

In remote welding, the segmentation of disparity map is an important step to create 3D model of weld workpiece by stereo vision sensor. In this paper, the USF plane range image segmentation algorithm was introduced into disparity map segmentation, and by a region combination step, the revised algorithm can deal with the disparity map containing cylinder surface. The combination step could be divided into boundary detecting and curve region relabeling. During boundary detection, the pixel at the boundary of the segmented region after plane segmentation was recorded. In curve region relabehng, the adjacent regions in the same curved surface were assigned with the same label by comparing the boundary pixels' normal direction and distance between them. A segmented result of disparity map of saddle workpiece is shown to prove the feasibility of the algorithm.     

岩石CT断层序列图像裂纹三维重建的实现

利用大津阈值法(OSTU法)对微观岩石CT断层图像中的裂隙和孔隙图像进行了分割,得到了二维CT断层图像中孔隙和裂隙分布。在此基础上,利用Marching Cube算法进行了连续CT断层图像的三维重建,实现了岩石加载试验中裂纹萌生阶段的裂纹分布的可视化。对比二维分割图像和三维重建图像,结果表明,三维重建图像能克服二维分割图像只能从片面上反映岩体裂纹分布的局限性,因而能更加直观、真实、准确地反映岩石加载试验过程中裂纹在空间的分布情况。     

基于模型的航空影像矩形建筑物半自动建模

针对航空影像中矩形建筑物半自动重建进行了研究。该方法基于最小二乘模型影像匹配算法,通过使航空影像中提取的建筑物边缘与模型投影线之间距离和最小计算建筑物的参数。给出用CSG与B-Rep相结合描述的矩形体基本模型,人工在影像上选点建立建筑物的初始模型,将初始模型反投到影像上,并对影像进行边缘提取,根据最小二乘模型影像匹配算法求解最佳模型参数。实验结果证明该方法有较高的准确性。该算法除航空影像与影像方位元素外不需要其他辅助数据,只需人工计算初始值,其他计算由计算机完成,速度较快,节约了人力物力,具有较强的应用价值。     

一种脊柱图像快速重建与配准方法

为提高传统脊柱图像三维重建与配准速度和精度，提出一种基于传统立方体(MC)算法和迭代最近点(ICP)算法的快速重建与配准方法。首先利用双边滤波对CT图像进行预处理，基于区域生长的思想改进MC算法，完成三维重建并获取脊柱三维模型和点云模型。然后采用ISS算法提取脊柱点云关键点，求取关键点的快速点特征直方图(FPFH)，基于采样一致性(SAC-IA)方法完成初始配准，从而改善2片点云的初始位姿。最后通过K-D树加速寻找最近邻点对，并引入基于欧式距离的权重系数改进ICP算法，实现精配准。试验结果表明：重建速度较传统方法提高20%，配准速度较传统统方法从177.8s提高到41.2s，且配准结果平均误差为2.81*10^-1。