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室内场景三维重建技术在很多领域有着重要的应用,但是现有的重建方法无法在一次扫描或操作的情况下同时获取空间物点的几何和色彩信息,并且点云数据的存储、操作和建模效率不高。为解决上述问题,本文设计了基于激光和全方位视觉传感器的主动式三维立体全景视觉传感器,在此基础上采集到的室内场景的三维点云数据是有序的,因此对其进行网格模型构建时更加方便、快速。最后,应用以观察者为中心的方式来显示场景的三维信息,使得结果更具有真实感。本文的主要研究内容如下:1.主动式全景立体视觉传感器的研究。主动式全景立体视觉传感器(Active Stereo Omni-directional Vision Sensor,ASODVS)由全方位视觉传感器(Omni-directional Vision Sensor,ODVS)和移动面激光发生器构成,其中移动面激光发生器沿轴线上下移动,同时向场景投射覆盖水平方向360度的面激光;全方位视觉传感器实时采集带有激光点的场景全景图像,通过软件系统对图像进行解析,可以得到空间点的几何信息和RGB色彩信息。2.室内场景三维建模的研究。基于ASODVS扫描获得的场景三维点云是有序的,因此可以以点云矩阵的形式对其进行存储,从而构成室内场景的有序三维点云模型。本文根据有序点云的结构特点进行网格模型构建,与离散点云的网格建模相比,构建过程无需建立拓扑结构,因此更加符合实时性的要求。3.以观察者为中心显示方法的研究。为了与物体的三维重建进行区分,显示场景三维重建结果时需要充分考虑到场景的特殊性,即如何让模型更具有真实感,如何让观察者产生身临其境的感觉。本文设计的以观察者为中心显示的方法,将场景模型更真实地展示在屏幕上,完善了重建的过程。4.室内场景三维重建软件系统的实现。应用Java语言和Java3D实现了能够对室内场景进行扫描、重建、展示的软件系统,系统能够在扫描过程中获取场景的三维点云数据,并构建其网格模型;系统还能够以观察者为中心显示场景的重建结果。