結(jié)合二維圖像和三維掃描信息的場景幾何重建的開題報(bào)告

結(jié)合二維圖像和三維掃描信息的場景幾何重建的開題報(bào)告一、選題背景隨著數(shù)字化時(shí)代的發(fā)展，數(shù)字幾何技術(shù)已成為重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一。場景幾何重建是數(shù)字幾何技術(shù)中的一項(xiàng)重要研究內(nèi)容。它的核心任務(wù)是依據(jù)已有的場景信息，如二維圖像和三維掃描數(shù)據(jù)，重建出場景的三維幾何模型。場景幾何重建在機(jī)器人、虛擬現(xiàn)實(shí)、游戲等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。二、研究內(nèi)容和研究目的該課題的研究內(nèi)容主要是結(jié)合二維圖像和三維掃描信息，開展場景幾何重建，從而實(shí)現(xiàn)場景的三維幾何模型的重建。具體研究目的包括：1.研究基于二維圖像的場景幾何重建算法，對圖像進(jìn)行處理和分析，抽取出圖像中的場景特征，并進(jìn)一步推導(dǎo)出場景的三維幾何結(jié)構(gòu)。2.研究基于三維掃描數(shù)據(jù)的場景幾何重建算法，從大量的三維數(shù)據(jù)中推導(dǎo)出場景的幾何結(jié)構(gòu)，并通過構(gòu)建三角網(wǎng)格等方法，生成場景的三維模型。3.研究如何將二維圖像和三維掃描數(shù)據(jù)結(jié)合起來，提高場景幾何重建的精度和效率。通過將二者進(jìn)行融合，能夠彌補(bǔ)單一數(shù)據(jù)的不足，提高場景幾何重建的可靠度和適用性。三、研究方法和研究內(nèi)容該課題的研究方法主要包括：1.圖像處理方法。對于基于二維圖像的場景幾何重建，需要對圖像進(jìn)行處理和分析，抽取出圖像中的場景特征。常用的圖像處理方法包括邊緣檢測、顏色分割、連通區(qū)域檢測等。2.三維掃描數(shù)據(jù)處理方法。對于基于三維掃描數(shù)據(jù)的場景幾何重建，需要從原始數(shù)據(jù)中提取出場景的三維幾何信息。常用的方法包括點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理、三角網(wǎng)格生成等。3.數(shù)據(jù)融合方法。針對如何將二維圖像和三維掃描數(shù)據(jù)結(jié)合起來，提高場景幾何重建的精度和效率，需要研究數(shù)據(jù)融合的方法。主要包括數(shù)據(jù)對齊、重建融合、誤差估計(jì)等。研究內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：1.基于單一數(shù)據(jù)的場景幾何重建方法的研究，包括基于二維圖像的方法和基于三維掃描數(shù)據(jù)的方法。2.數(shù)據(jù)融合方法的研究，包括對二維圖像和三維掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行融合的方法和具體實(shí)現(xiàn)。3.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過真實(shí)場景數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，評估所提出的算法的準(zhǔn)確性和適用性。四、研究意義和研究難點(diǎn)1.研究意義。場景幾何重建在虛擬現(xiàn)實(shí)、游戲、機(jī)器人等領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛。針對當(dāng)前存在的算法有一定的不足，本課題通過將二維圖像和三維掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，提高了場景幾何重建的精度和效率，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。2.研究難點(diǎn)。場景幾何重建涉及到多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)，需要綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺、圖形學(xué)、計(jì)算幾何等方面的理論知識(shí)。同時(shí)數(shù)據(jù)融合方面的技術(shù)也存在一定的難點(diǎn)，需要在保證準(zhǔn)確性的同時(shí)提高算法的效率。五、參考文獻(xiàn)1.朱華清.基于多模態(tài)傳感器的場景幾何重建技術(shù)研究[D].北京大學(xué),2017.2.HoiemD,EfrosAA,HebertM.Recoveringsurfacelayoutfromanimage[C]//2007IEEEConferenceonComputerVisionandPatternRecognition.IEEE,2007:1-8.3.GolovinskiyA,KimVG,FunkhouserTA.Shape-basedrecognitionof3dpointcloudsinurbanenvironments[C]//2009IEEEConferenceonComputerVisionandPatternRecognition.IEEE,2009:2154-2161.4.ForbesAG,ZhangH,ZhangL.Fusionofvisualandspatialfeaturesforimprovedscenereconstruction[C]//2018IEEEW