基于空间三维物体重构的光场显示技术综述

目前的三维显示技术,如视差屏障显示、柱镜光栅显示、多投影显示、扫描立体显示,通过运用双目视差、视觉暂留效应使人眼获得三维图像。这些显示技术将物体显示在二维平面上,并不是在空间中重构出三维物体,丢失了深度信息,易引起聚焦辐辏调节冲突。体三维显示和全息显示可以在空间中重构出三维物体,但所需处理的数据量巨大,目前在计算速度、传输速率等方面都有技术限制。基于空间三维物体重构的光场显示技术利用光场在空间中重构出三维物体,主要包括层叠光场显示、快门光场显示、集成成像光场显示和矢量光场显示。该文分析了各种光场显示技术的原理和特点,认为矢量光场显示技术具有广阔的发展前景。     

单目视图下相机标定和平面测距研究

描述了在透视投影和相机针孔模型下从单幅二维投影图像进行目标空间方位测定的方法,即利用现实场景中一个三维标定块来进行相机标定,采用线匹配法求出单应矩阵,即可测量平面上目标距离以及物体高度等。     

基于激光雷达的三维车载扫描仪系统研究

该文针对树木靶标外形轮廓等的外形探测问题,介绍一种可移动式的三维激光扫描系统。将激光雷达搭载可移动的车载平台,通过激光雷达扫描获取距离数据和车载扫描平台的位移数据完成空间三维信息的采集。借助串口通信将数据发送至上位机,经Visual studio 2008设计编写的数据处理软件,最终在上位机可实现实时描绘平台激光雷达所在剖面的空间轮廓。采集获取的三维点云数据可为物体的三维建模提供技术支持。     

基于二维成像的三维物体形状特征分析

目前三维物体识别方法在识别过程中所需数据量大、难以实用。该文简化三维物体识别过程,构建了一个基于单视点二维投影图像的三维物体识别系统。分别选取Zernike矩、基于Trace变换的Triple特征、MSA等三种形状特征,实现了对物体的视点空间的聚类划分。在普林斯顿三维模型库上,通过分类识别实验分析三种形状特征的性能。实验表明:特征对不同类别物体的分类效果差异明显。该文由此提出了针对目标物体形状及应用环境的特征选取方案。     

基于仿射不变性特征的视点空间划分

为了简化三维物体的识别过程,提高三维物体识别的识别率,该文利用Multi-scale autoconvolution、Trace变换、Zernike矩3种仿射不变性特征,对飞机、汽车、人等三维物体进行视点空间划分,用尽可能少的不等间隔的三维物体的二维投影图像来表达三维物体,并以此为依据进行三维物体识别。在此基础上提出一种针对不同类型物体的仿射不变性特征提取策略,并建立一个实现三维物体任意姿态识别的软件系统平台,应用Princeton形状标准库中的部分模型对该平台进行测试。结果表明,该方法能够取得较好的识别效果,识别率在90%以上。     

用单个摄像机获取三维视觉信息的一种方法

讨论了在平面坐标系上摄像机的标定和利用单个摄像机获取三维视觉信息的一种方法。实验结果表明，采用单个摄像机获取三维视觉信息的精度与摄像机相对目标物体的高度及对象物本身的厚度有关，在视场范围内，对象物的厚度越小，摄像机坐标中心相对于目标物体表面中心的距离越远，定位精度越好。     

基于仿射不变性特征的视点空间划分

为了简化三维物体的识别过程,提高三维物体识别的识别率,该文利用Multi-scale autoconvolution、Trace变换、Zernike矩3种仿射不变性特征,对飞机、汽车、人等三维物体进行视点空间划分,用尽可能少的不等间隔的三维物体的二维投影图像来表达三维物体,并以此为依据进行三维物体识别。在此基础上提出一种针对不同类型物体的仿射不变性特征提取策略,并建立一个实现三维物体任意姿态识别的软件系统平台,应用Princeton形状标准库中的部分模型对该平台进行测试。结果表明,该方法能够取得较好的识别效果,识别率在90%以上。     

空间物体定位的机器人手-眼视觉标定方法

提出了一种用于空间物体定位的机器人手-眼视觉标定新方法。该方法用一恒定变换矩阵描述末端执行器坐标系与机器人坐标系的对应关系,并假定在标定过程中,物体至摄像机的距离保持不变,将三维定位的问题简化为二维问题处理,极大地减少了计算量。当未端执行器的位置变化时,不需要对系统进行重新标定。     

用单个摄像机获机三维视觉信息的一种方法

讨论了在平面坐标系上摄像机的标定和利用单个摄像机获取的三维视觉信息的一种方法，实验结果表明，采用单个摄像机获取三维视学信息的精度与摄像机相对目标物体的高度及对象物本身的厚度有关，在视场范围内，对象物的厚度越小，摄像机坐标中心相对于目标物体表面中心的距离越远，定位精度越好。     

采用网格再划分技术的网格推延造型

提出了一种对自由多边形物体直观高效的三维网格推延造型方法,采用这种造型方法,用户可以在已有的三维物体上勾勒两笔二维轮廓,从而推延了新的空间网格曲面,阐述了两种网格再划分技术,网格优化和网格细分,在此基础上,详细介绍了网格推延造型的方法,该方法能广泛地应用于多边形物体的自由造型。     

三维激光扫描技术在建筑物建模上的应用

三维激光扫描技术的应用领域日益广泛,但点云数据内业处理较为复杂,对此方面的研究一直是许多相关专业的热点．通过三维激光扫描仪对历史建筑进行扫描,对采集的数据进行处理,建立建筑物的三维模型．提出了控制网的布设方案,完成激光扫描仪坐标下点云数据向全站仪坐标下数据的转换,对海量点云数据去噪、拟合、建模,完整地建立建筑物的真三维模型,为建筑物的保护和管理提供了基础数据．     

用Kinect定位平面上单一圆柱型物体

通过Kinect设备获取物体所在场景的3D点云图像,再用积分图像计算场景中点云的法向量,根据法向量Y方向分量与XOZ平面所成角度的正切阚值滤除放置物体的平面,同时利用坐标输出阏值的设定滤除其它背景点和噪点。随机采取物体点云图中任意法向量不同的两点,根据它们的法向量和坐标,用异面直线公垂线的计算方法得到圆柱体的中心轴。再用点到空间直线的距离公式计算圆柱型物体的半径。最后通过计算物体点云X,Y,Z方向坐标的取值范围,实现对物体的定位。使用采集的场景点云图对算法结构进行测试,结果表明,算法结构可以可靠提取放置物体的平面和平面上的圆柱形物体,可以为机器人抓取提供准确数据信息。     

基于ArcGIS的校园仿真系统——以闽西职业技术学院为例

以闽西职业技术学院为例,讨论了借助于三维建模、图像处理及数据库等技术,建立虚拟校园的问题;用3D MAX软件创建三维模型,模型表面贴上纹理图片,并利用ArcGIS的空间分析功能与C#语言进行特定功能的二次开发,从而实现三维校园仿真系统功能.     

自由立体显示器视差照明原理的仿真研究

视差照明是实现自由立体显示重要方法之一,其基本原理就是用一块特殊的照明板——光栅板取代液晶显示器的照明系统,实现对普通液晶屏的照明。文章阐述了视差照明自由立体显示方式的原理,通过仿真建模,得到了对应特定立体显示系统结构尺寸(像素尺寸、照明板线栅距、照明线发光宽度、像素平面与照明板之间的距离等结构参数)与立体视觉参数(两瞳孔之间的距离、立体视带与显示屏之间的距离、人眼前后左右可移动范围等)之间的关系。仿真结果已投入使用,效果良好。     

一种简化的2D至3D视频转换技术——以虚拟校园3D视频制作为例

以虚拟校园3D视频制作为例,阐述一种简化的2D至3D视频转换技术．首先,明确2D至3D视频转换技术的含义,并指出传统方法的不足之处．其次,形成便捷转换新方法,同时介绍流程示意图、软硬件配置．最后,依次从准备素材、建模烘焙、录像转换三大流程,详细说明转换步骤与注意事项．     

基于双目便携式三维扫描技术 的小工件测量

在小工件测量上,传统的接触式测量方法测量速度慢、效率低,而非接触式测量方法中双目视觉测量法和线结构光法都存在一定的缺陷。采用双目视觉测量与线结构光法相结合的方法,对小工件进行了测量。利用两个CCD摄像头和一个激光发射器构成了一个双目视觉测量系统和两个完全对称的线结构光测量系统,通过双目视觉测量系统测量标志点空间坐标;并基于标志点位置的不变性匹配系统不同位姿,用线结构光法获得激光线上的点在当前世界坐标系下的三维坐标;并匹配到基准坐标系中,从而得到工件表面点在基准坐标系下的三维坐标,达到测量目的。试验结果表明,该方法弥补了双目视觉测量法对物体曲面测量效果不理想和线结构光法单次测量数据少,空间定位不便的缺点,具有操作简便,测量适用性强的特点,误差在1 mm以下。     

基于双目视觉的嵌入式三维坐标提取系统

针对汽车辅助倒车和泊车系统的需求,提出了一种基于嵌入式处理器ARM11和Linux操作系统的双目立体视觉三维坐标提取系统,给出了系统的硬件和软件设计方案,并详细论述了坐标提取算法.在搭建的测试平台上,测试了坐标提取算法以及测量误差和测量范围的关系.实验结果表明,在0.5～1.6 m范围内,深度测量误差小于1.2%,能满...     

基于照片的三维虚拟人重建技术

以标准的三维虚拟人模型为模板,结合从真人的二维正交照片中提取的信息,对其进行重建,得到具有真实感的三维虚拟人模型.首先根据摄像机投影矩阵,得到标准人体三维模型的二维正交投影图像,跟真人的正交照片图像进行对比,得到两者轮廓中对应特征点之间的变形关系.然后利用二维正交图形的变形关系,计算出标准的三维虚拟人和真人的三维虚拟人模型相应三维特征顶点之间的位移关系;并根据特征点之间的相对变形矩阵对分块的标准三维虚拟人模型的所有顶点进行相应的坐标变换.最后提取真人的纹理信息,加载到三维模型中,得到具有真人纹理及相近形态特性的三维虚拟人模型.     

基于三维激光扫描的大型建筑物重构

三维点云数据的准确配准拼接与坐标转换是确保大型建筑物重构精度的关键.文章利用Scan Station2三维扫描仪对大型建筑物进行多测站扫描与配准拼接,分析了平面标靶与特征点配准的误差来源,提出了改进的特征点配准方法及坐标转换策略,并实例验证了该方法的有效性与优越性.     

基于车载三维测量系统的立交桥三维信息获取研究

利用激光扫描仪与导航POS组成的车载三维测量系统对立交桥的各层路面进行移动平推式扫描,获取立交桥的三维信息.将导航POS获取的系统位置与姿态信息和激光测距仪获取的扫描距离与角度信息进行时间匹配,通过解算得到大地坐标下的三维激光点云坐标.同时,可以利用定点的三维旋转式激光扫描,获取立交桥的横断面信息及交错处的内部细节.在实际应用中,针对立交桥这一特殊城市道路建筑进行测量,取得了一定的效果.