單目立體三維重建技術及應用

胡立華

  • 出版商: 電子工業
  • 出版日期: 2020-12-01
  • 定價: $468
  • 售價: 8.5$398
  • 語言: 簡體中文
  • 頁數: 216
  • 裝訂: 平裝
  • ISBN: 7121386127
  • ISBN-13: 9787121386121
  • 相關分類: Computer Vision 電腦視覺
  • 已絕版

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商品描述

三維重建作為電腦視覺的重要研究方向之一,其主要研究內容是從輸入的二維圖像恢復客觀世界三維的錶面形狀。隨著電腦視覺的發展,三維重建理論不斷完善,三維重建應用已從最初的機器人視覺導航、工件的校驗和質量控制擴展到目前日益流行的人臉識別、視覺監控、虛擬現實、數字圖書館、電子商務等領域。本書以大型機械裝備為研究對象,將電腦視覺中的三維重建關鍵技術應用於大型機械裝備視覺測量的過程中。本書主要內容包括視覺測量的現狀、攝像機模型的基本理論、特徵檢測的基本方法、大型機械裝備的攝像機標定方法及特徵檢測方法等。

作者簡介

胡立華,女,1982年4月生,山西忻州人,博士,副教授,碩導。
從2003年起,一直從事計算機視覺與模式識別等領域的研究工作。
並於2011年到2015年,在太原科技大學攻讀並獲得博士學位。
近五年作為主持人承擔了國家青年科學基金1項,作為主要參加人參與了國家自然科學基金面上項目2項,此外,主持2項校級項目。
在《Mathmatical Problems in Engineering》、《計算機輔助設計與圖形學學報》、《Pattern Recognition Letters》、《Science in China(Series F)》、《中國科學:F輯》、《自動化學報》等國內外知名刊物上公開發表學術論文20餘篇,其中:SCI、EI收錄10餘篇。

目錄大綱

目錄

第1章 緒論 1
1.1 視覺測量 3
1.1.1 接觸式測量 3
1.1.2 非接觸式測量 4
1.2 視覺測量的國內外現狀 5
1.2.1 單目視覺測量法 6
1.2.2 雙目視覺測量法 8
1.2.3 多目視覺測量法 10
1.2.4 大型物體的視覺測量 10
1.3 視覺測量中的關鍵步驟及分析 11
1.3.1 圖像採集 11
1.3.2 圖像處理 12
1.3.3 三維重建 15
1.3.4 大型物體視覺測量中的關鍵問題 16

第2章 攝像機模型 19
2.1 攝像機成像過程 20
2.1.1 像素坐標系 21
2.1.2 成像平面坐標系 22
2.1.3 攝像機坐標系 23
2.1.4 世界坐標系 24
2.2 攝像機的線性和非線性模型 26
2.2.1 攝像機的線性模型 27
2.2.2 攝像機的非線性模型 27
2.3 攝像機標定 30
2.4 小結 32

第3章 大型機械裝備的攝像機參數確定方法 33
3.1 引言 34
3.2 基礎知識 37
3.2.1 平面單應變換(Homography) 37
3.2.2 攝像機畸變模型 38
3.3 基於單應矩陣的攝像機畸變參數估計方法 39
3.3.1 估計初始單應矩陣H0 40
3.3.2 估計初始攝像機畸變參數P 42
3.3.3 優化參數 43
3.3.4 算法說明 43
3.4 模擬實驗 44
3.4.1 單次實驗模擬步驟及結果 45
3.4.2 多次實驗結果 55
3.5 真實圖像實驗 57
3.5.1 標定實驗的分析比較 57
3.5.2 機械裝備二維圖紙 60
3.6 基於P3P問題的攝像機外參數標定和解的奇異性 64
3.6.1 P3P 問題 65
3.6.2 3個超環面(Toroid) 66
3.6.3 Grunert一元四次方程 67
3.6.4 P3P問題的解在控制點鄰域的奇異性 69
3.7 小結 72

第4章 視覺測量模擬和精度評估 73
4.1 引言 74
4.2 誤差及其產生原因 75
4.3 參數設置及關鍵參數計算 77
4.4 模擬實驗 80
4.4.1 實驗數據與實驗步驟 80
4.4.2 視覺測量誤差實驗結果 83
4.5 綜合因素實驗結果分析 94
4.6 小結 95

第5章 視覺測量的底層特徵 97
5.1 底層特徵檢測算子 98
5.1.1 Moravec檢測算子 99
5.1.2 Harris檢測算子 100
5.1.3 SUSAN檢測算子 102
5.1.4 CSS檢測算子 103
5.1.5 LoG檢測算子 103
5.1.6 DoG檢測算子 104
5.2 底層特徵描述 105
5.3 典型的底層特徵――SIFT 106
5.4 小結 110

第6章 視覺測量的中層特徵 111
6.1 BoV模型構造 112
6.2 基於二進制分辨矩陣的冗餘視覺單詞約簡方法 113
6.2.1 引言 114
6.2.2 粗糙集理論 115
6.2.3 二進制分辨矩陣的定義 117
6.2.4 二進制分辨矩陣相關的定義 118
6.2.5 算法設計思想 119
6.3 實例分析 120
6.4 實驗結果與分析 127
6.5 小結 131

第7章 Hough變換下的直線最小化參數空間分析 133
7.1 引言 134
7.2 Hough變換 138
7.3 問題提出 139
7.4 問題分析 142
7.5 小結 148

第8章 視覺測量中的四邊形檢測與匹配 149
8.1 引言 150
8.2 相關工作 151
8.3 基本概念 152
8.4 面向機械裝備的四邊形自動檢測方法 153
8.4.1 線段預處理 155
8.4.2 四邊形的自動檢測算法 160
8.4.3 四邊形匹配算法 163
8.5 實驗分析 166
8.6 小結 169

第9章 機械裝備視覺測量原型系統開發 171
9.1 系統功能模塊及開發環境 172
9.2 主要模塊實現過程 173
9.2.1 圖像獲取 173
9.2.2 圖像格式轉換 174
9.2.3 圖像預處理 174
9.2.4 特徵檢測和匹配 175
9.2.5 攝像機標定 175
9.2.6 三維重建 176
9.2.7 產品測量 176
9.3 系統設計及運行結果 176
9.4 測量結果與誤差分析 179
9.5 小結 181

附錄A 測量誤差結果 183
參考文獻 193