基于球形摄像机模型的全景三维重建研究

本课题拟建立多摄像机全景视觉系统的球形摄像机模型及基于此模型的多视图几何理论，并解决基于球形摄像机模型的较高精度三维重建问题。基本内容包括：由多摄像机系统中每个针孔摄像机的物理参数，推导满足理想球形摄像机模型所需要的约束条件；采用一种适用于球形域的特征点提取匹配方法，实现球形摄像机模型的图像间的鲁棒的特征提取匹配；进一步完善球形摄像机模型的视图几何理论，在此基础上解决球形摄像机模型的全景三维重建的相关理论问题。本课题将进一步丰富全景视觉的理论体系，并实现基于球形摄像机模型的较高精度全景三维重建。本课题的研究成果可以广泛应用在虚拟现实、数字城市建模、机器人导航、现场勘测及军事等领域。

本课题建立了多摄像机全景视觉系统的球形摄像机模型及基于此模型的多视图几何理论，并解决了基于球形摄像机模型的较高精度三维重建问题。完成了原定研究计划，主要取得以下成果：(1)推导出了满足理想球形摄像机模型所需要的约束条件；(2)提出了适用于球形域的特征点提取匹配方法，实现了球形摄像机模型的图像间的鲁棒的特征提取匹配；(3)进一步完善了球形摄像机模型的视图几何理论，并在此基础上解决了球形摄像机模型的全景三维重建相关理论问题；(4) 针对大规模场景重建的速率问题，提出了基于GPU的并行算法，大幅提升系统数据处理速率。本课题的研究进一步丰富了全景视觉的理论体系，开发出了一套高速的全景图像采集处理软件系统，实现了基于球形摄像机模型的较高精度全景三维重建，其相关研究成果可以广泛应用在虚拟现实、数字城市建模、机器人导航、现场勘测及军事等领域。本课题共发表论文10篇，均被EI或SCI检索；培养了多名研究生。