单幅图像的三维信息处理毕业设计

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1、 目录 North China University of Water Resources and Electric Power错误错误! !未定义书签。未定义书签。 摘要 2 Abstract 3 第一章 绪论 4 1.1 选题的背景和意义 4 1.2 三维信息获取的发展前景 5 1.3 本文的结构 6 第二章 摄像机的成像模型. 7 2.1 参考坐标系. 7 2.2 摄像机模型 8 2.3 坐标变换关系 9 2.4 摄像机成像模型的参数 11 第三章 伪逆算法. 13 3.1 最小二乘法原理 . 13 3.2 伪逆矩阵 . 15 3.2.1 右伪逆矩阵 15 3.2.2 左伪逆矩阵 15

2、3.3 线性方程组求解 15 3.4 伪逆算法 16 第四章 获取图像的三维特征点坐标 18 4.1 图像预处理 18 4.2 利用伪逆法提取图像的特征点坐标 20 第五章 结果分析 22 第六章 总结与展望 26 6.1 总结 . 26 6.2 展望 . 26 致谢. 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 参考文献. 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 附录一. 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 程序： . 错误错误! !未定义书签。未定义书签。 2 单幅图像的三维信息获取 摘要摘要 三维信息获取,是研究快速获取物体表面三维信息,得到物体三维数字化模 型的技术。 三维信息主要包括

3、目标点的空间位置信息、 颜色信息、 结构信息等等, 随着电子技术和计算机技术的迅猛发展,人们经常需要迅速的获得图像的三维信 息。 当前三维信息获取技术大多是基于计算机视觉理论,计算机视觉是用视觉传 感器获取环境图像并将其转换成数字信号,用计算机实现对视觉信息处理的全过 程。 计算机视觉的研究目标是使计算机具有通过二维图像认知三维环境信息的 能力,使机器能感知三维环境中物体的几何信息,包括形状,位置,姿态,运动等, 并对它们进行描述,存储,识别和理解。 本研究的核心算法是首先需要得到摄像机 从三维到二维的成像矩阵 M3*4，并计算 M3*4 的伪逆矩阵 N，然后利用伪逆矩阵 N 提取二维单幅图像

4、中的三维信息，即提取特征点的三维坐标。 本文在分析了摄像机成像模型的基础上，提出了空间点获取的方案，得到了 世界坐标系与像素坐标系之间的转换关系式， 并为获取三维信息提供了一种简单 的方法。 关键词:三维信息获取；摄像机成像模型；伪逆；特征点 3 Abstract 3D information acquisition is the study of the rapid acquisition of 3D object surface information to get the 3D model technology.Three dimensional information mainly i

5、ncludes the target space position information, color information, configuration information and so on, along with the electronic technology and the rapid developement of computer technology, people often need to obtain images of three-dimensional information. The current 3D information acquisition m

6、ethods are mostly based on the theory of computer vision, computer vision is the vision sensor image acquisition environment and converts it into a digital signal, using computer to realize the whole process of visual information processing.The study of the core algorithm is the first need to get the camera from 3D to 2D image matrix M3* 4, and calculate the M3 *4 pseudo inverse matrix N, and then use the pseudo inverse matrix N extracted from the two-dimensional images of three-dimensional in