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三维重建技术的研究及其在智能交通系统中的应用
| 论文题名： | 三维重建技术的研究及其在智能交通系统中的应用 |
| 关键词： | 三维重建;智能交通系统;移动道路测量系统;双目立体视觉系统 |
| 摘要： | 论文题目:三维重建技术的研究及其在智能交通系统中的应用学科专业:地图学与地理信息系统硕士生:邬永宏指导老师:陈晓翔 教授智能交通系统(ITS)的核心在于交通信息的快速采集、传输与利用,交通信息对于智能交通建设至关重要.而目前制约中国ITS建设的关键在于缺乏全面、准确的地理信息,如何快速、准确地采集和更新地理信息尤其是交通信息是ITS所面临的一个关键问题.移动道路测量系统(MMS)是目前最先进的空间信息采集技术,它能解决ITS建设中的地理信息瓶颈问题.三维重建技术是MMS中的核心技术之一.该文以开发和设计简单的MMS为目标,以研究三维重建技术和设计双目立体视觉系统为切入点,重点研究了双目视觉系统中的摄像机标定和三维重建技术,设计出基于双目立体视觉的测量系统.最后在此基础上,与汽车导航系统和计算机制图系统集成,设计出简单的MMS--道路测量车.首先讨论的是摄像机标定这一立体视觉的基础性难题.为了解决带有畸变的摄像机标定问题,该文根据实际情况,把Zhengyou Zhang提出的基于已标定平面网格的自标定算法和Heikkila and Silven的非线性摄像机模型结合起来,达到较好的标定效果.该文创造性的提出二次标定的概念,并且提供了三种方法(直接线性变换法,空间后方交会法,Hartley的归一化八点法)解决二次标定的问题,从而解决了三维重建中的摄像机标定的关键问题.然后对于另一个基础性难题--对应点匹配,该文采用了实用的基于外极几何的计算机辅助匹配方法,基本上能满足现阶段的要求.在标定和匹配的基础上,进行三维重建.该文提出道路测量车的三维重建包括两部分,一是三维重构;二是三维反演.这两部分都是移动道路测量系统不可或缺的部分.现阶段重点实现三维反演部分,该文创造性的提出了基于合成透视矩阵的三维重建算法.实验结果显示,对于640×480的分辨率,三维反演的测量总体误差在30米以内(拍摄距离为60米以内),其中X轴方向为20米内,Y轴方向为15~25米,Z轴(高程)方向的误差控制在10米内.随着分辨率的提高,三维反演的精度有所改善.我们把三维重建的技术应用于智能交通系统中,设计双目立体视觉系统,并与汽车导航系统和计算机制图系统集成,开发和设计出道路测量车.最后对误差来源进行了简单分析. |
| 作者： | 邬永宏 |
| 专业： | 地图学与地理信息系统 |
| 导师： | 陈晓翔 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中山大学 |
| 学位年度： | 2004 |
| 正文语种： | 中文 |
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