基于图像序列的植物三维重建技术开题报告

 2022-01-31 21:12:17

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

课题意义:

随着计算机图形学以及计算机视觉的不断发展,为了获取到更加高精度的数据,三维重建技术也逐渐被人们所重视。如今的三维重建技术也已经广泛应用于医学、生活娱乐、建筑文物保护以及虚拟现实等各个方面上,而在农业上的应用相对还并不广泛。目前农业方面如若想要获取到相对精准的三维模型,需要消耗大量的人力来进行,其实体操作的效果也不尽人意,为此我们试图通过多角度的相机视点拍摄来进行图像的获取并搭建起相应的三维空间,并探究最佳的方案。

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2. 研究的基本内容和问题

本课题研究的目的在于通过对三维重建技术的学习来实现对目标植株进行三维重建的工作,通过重建工作依次获取稀疏点云和稠密点云数据,并在重建的过程中对于点云数据获取的相关算法进行改进,并对稠密点云进行网格化处理,得到最终效果较好的模型。

研究内容主要有如下几点:

(1)目标对象的图集获取及相关相机参数设置

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3. 研究的方法与方案

研究方法:

首先需要获取到该目标植株的360°全方位的图像集,之后利用运动恢复结构的重建方法(structure from motion,sfm)的重建方法获取到稀疏的点云,由于稀疏点云中包含的三维信息较少,仍需要通过多视角立体视觉的方法(multiple view stereo,mvs)来获取包含了较多三维数据信息的稠密点云,通过获取到的稠密点云进行新一轮的重构,最后得到精确的三维点云数据。

技术路线:

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4. 研究创新点

1. 能够建立起一个相对比较完整的三维搭建流程的实现系统,使得搭建过程的每一步都更加清晰,易于使用者进行理解和学习。

2.在已有的理论基础上对于相关稀疏和稠密点云数据的获取和处理算法上会有所研究和比较,实现最终三维重建系统的搭建操作,为整个系统搭建交互性的窗口。

5. 研究计划与进展

一二月进行平台的测试对比和搭建操作,熟悉整个三维搭建的流程,确定整个实验的操作难度的实现程度。完成特征点提取和匹配的算法实现,实现稀疏点云数据的获取稠密点云数据的获取操作。同时记录相应操作过程遇到的问题和处理方法。

三四月完成稀疏点云获取和网格化(如果前期的操作没有完成还需要进行进一步处理),实现三维重建系统的各个功能以及可视化界面的搭建。

四五月进行论文的撰写和改进。

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