Введение - Программа трехмерной реконструкции сцены по изображениям и данным сканирования глубины

Трехмерная реконструкция и трехмерное сканирование в настоящее время быстро развиваются и находят широкое применение в робототехнике, медицине, производстве, 3D печати и 3D моделировании. Распространению применения трехмерных реконструкций способствует повышение доступности устройств, пригодных для трехмерного сканирования и печати, и применение новых алгоритмов трехмерной реконструкции.

Существует множество различных технологий, применяемых для трехмерного сканирования. В основном применяются лазерные сканеры, позволяющие проводить реконструкцию с высокой точностью. Но лазерные сканеры являются дорогими устройствами, пока недоступными для обычных пользователей. Появление Microsoft Kinect - устройства, совмещающего в себе обычную RGB (Red-Green-Blue) камеру и сенсор глубины (Depth), использующий инфракрасный свет для получения информации о расстоянии до поверхности объекта - существенно расширило круг пользователей, имеющих возможности для трехмерного сканирования.

Распространение устройств, подобных Kinect, привело к повышению интереса к трехмерному сканированию и к развитию новых алгоритм трехмерной реконструкции. Несмотря на многочисленные недостатки сенсора, такие как невозможность его использования вне помещений, ограниченная дистанция применения, высокая погрешность измерений, невысокая стоимость привела к его широкому распространению.

В связи с более высокой доступностью данных камер появились приложения, позволяющие использовать их для трехмерной реконструкции. Несмотря на простоту пользовательского интерфейса и быстроту работы, эти приложения имеют ряд общих недостатков. Будучи сфокусированными главным образом на геометрической реконструкции, они уделяют меньше внимания точности передачи цвета сцены или объекта. Такие факторы как неточность наложения изображений на трехмерную модель, искажения и размытия изображения отражаются на визуальном качестве реконструкции.

Целью данной работы является разработка приложения для трехмерной реконструкции сцены с помощью RGB-D камеры. Приложение должно использовать поток снимков глубины для построения полигональной модели сцены и поток цветных RGB снимков для реконструкции цвета вершин полигональной модели. В программе будет применен недавно опубликованный алгоритм Q.-Y. Zhou и V. Koltun [13], позволяющий получить более качественную реконструкцию цвета по сравнению с существующими аналогами.

Задачи данной работы:

    - Изучение существующих решений, программных продуктов, применяющихся для трехмерной реконструкции с помощью RGB-D камеры; - Выбор технических средств, алгоритмов и инструментов разработки программы; - Реализация программы для трехмерной реконструкции сцены:
      O Реализация взаимодействия с RGB-D камерой; O Реализация геометрической реконструкции сцены; O Реализация алгоритма для вычисления цвета вершин модели; O Реализация пользовательского интерфейса;
    - Разработка технической документации к программе.

В первой главе данной работы описан процесс трехмерной реконструкции с помощью RGB-D камер, рассмотрены программные продукты и алгоритмы, применяемые для трехмерной реконструкции с помощью таких устройств. Во второй главе описаны алгоритмы, применяемые в разрабатываемом приложении: алгоритм KinectFusion и алгоритм Zhou&;Koltun. В третьей главе дано описание реализации - использованные инструменты, архитектура и описание приложения и процесса трехмерного сканирования с его помощью.

Похожие статьи




Введение - Программа трехмерной реконструкции сцены по изображениям и данным сканирования глубины

Предыдущая | Следующая