kinect三维重建汇总

上海大学2014〜2015学年秋季学期研究生课程考试课程设计大作业课程名称： 建模与仿真 课程编号： 09SAS9011论文题目： 基于Kinect的三维重建 研究生姓名： 邵军强 学号：14721629论文评语：成绩： 任课教师： 评阅日期：基于Kinect的三维重建邵军强(上海大学机电工程与自动化学院)摘要:三维重建是讣算机视觉的一个重要目标,可以帮助人们快速精确地将日常生活中的物体数字化，并有着广泛的应用前景。木文叙述了一种成木低廉、快速且操作简便的三维重建方法。借助于微软公司的Kinect体感传感器作为采集深度图像和彩色图像的输入设备.通过对原始深度图像的去噪.平滑、表面重建等一系列方法.最终可以获得在三维空间中的点云模型。关键词：三维重建.Kinect,点云模型BasedonKinect3DReconstructionSHAOJUNQIANG(ShanghaiUniversityEMSDandautomationCollege)Abstract:3Dreconstructionisanimportantgoalofcomputervision.andcanhelppeoplequicklyandaccuratelytodigitalobjectsineverydaylife,andhasabroadapplicationprospect.Thispaperdescribesakindoflowcost,quickandeasyoperationmethodof3dreconstruction.ByusingMicrosoft^devicebodyfeelingsensorasacollectionofdepthimageandcolorimageinputdevice・throughthedepthoftheoriginalimagedenoisingandsmoothing,surfacereconstructionandaseriesofmethods,finallycangetthepointcloudmodelinthree-dimensionalspace.Keywords：3DReconstruction・Kinect.pointcloudmodelKinect传感器是一种RGB-D传感器，即可以同时获得坏境颜色值(RGB)和深度值(depth)的传感器.它的采集速度快，精度髙，且价格低廉，使英迅速被运用到很多领域.机器人领域也开始了对Kinect传感器广泛的研究⑴.利用Kinect传感器对室内环境进行3D重构，获得环境的3D点云模型是研究热点之一.华盛顿大学与微软实验室⑵，开发了基于SIFT(尺度不变特征变换)特征匹配泄位及TORO(Trce-basednetwORkOptimizer)优化算法的实时视觉SLAM系统来建立3D点云地图.徳国Freiburg大学⑶提岀了RGBD-SLAM算法,采用了与华盛顿大学类似的方法，但是为了提髙实时性，使用了Hogman(hierarchicaloptimizationforposegraphsonmanifolds)图优化算法，同时在相对位姿检测上采用了SURF(加速鲁棒特征)特征进行对应配.KinectFusion算法与这些算法不同，它仅使用深度信息，通过设计高效及髙度并行的算法在GPU(图形处理单元)上运行达到了非常髙的实时性，在试验中，在配置4000元左右的电脑上运行速度达到了18帧/秒(在同样配置的讣算机上前而两种算法仅达到2帧/秒)，任进行场景建立时有良好的用户体验，甚至可以用来做一些人机交互方而的应用W同时KinectFusion采用了基于TSDF(truncatedsigneddistance--#-MElad."Ontheoriginofthebilateralfilterandwaystoin^)roveit,"IEEETrans.ImageProcessing,vol.1Lno.10,1141-1151,Oct.2002.Durand.F・，andDorsey.J・2002.Fastbilateralfilteringforthedisplayofhighdynamicrangeimages.ACMTransactionsonGraphics21.3(Proc.SIGGRAPH2002),257—266.[14|ParisandF.Durand.Afastapproximationofthebilateralfilterusingasignalprocessingapproach・InProceedingsoftheEuropeanConferenceonComputerVision,2006[151王玉灵，基于双边滤波的图像处理算法研尤.西安电子科技大学•硕七学位论文，2010年.2-3蔡鹏•基干光线跟踪与光子映射的点云数抿绘制•博士学位论文，北京工业大^.2013-6-24,CookRL.PorterT.CarpenterL.DistributedRayTracing(J).ComputerGraphics,1984.18(3):137-145.[18|KajiyaJT.Therenderingequation[J|.ComputerGraphics,1986,20(4):143-150.[19|MitchellDP.Spectrallyoptimalsamplingfordistributionraytracing[J]・ComputerGraphics,1991.25(4):157-164.[20|WalterB.FernandezP.ArbreeA.BalaP.DonikianM.GreenbergDP.Lighlcuts:ascalableapproachtoillumination|J],ACMTransactionsonGraphics.2005.24(3):1098-1107.[21]WallerB,ArbreeA.BalaK.GreenbergDP.Multidimensionallighlcuts|J].ACMTransactionsonGraphics,2006,25(3):1081-1088.[221HachisukaT.JaroszW.WeistrofferRP,DaleK.Hum