移动机器人及室内环境三维模型重建技术

第1章绪论

1.1移动机器人研究的发展现状

1.2三维模型重建的主要研究内容

1.2.1多视点深度图像配准

1.2.2深度图像曲面重建

1.2.3图像立体匹配方法

1.3三维环境模型重建在移动机器人研究领域酌应用与发展

1.4基于移动机器人的三维室内环境模型重建方法

1.4.1基于激光扫描的几何模型重建

1.4.2基于图像立体匹配的模型重建

1.4.3基于环境几何信息与颜色信息相结合的模型重建

第2章中心折反射全方位摄像头标定与外极曲线计算

2.1引言

2.2中心折反射全方位摄像头成像模型

2.2.1透视投影成像模型

2.2.2中心折反射全方位摄像头成像模型

2.2.3双曲面镜面、球面镜面和透视摄像头组成的全景视觉

2.3中心折反射全方位摄像头标定方法

2.3.1中心折羼射全方位摄像头图像投影函数

2.3.2中心折反射全方位摄像头标定

2.3.3实验及其结果

2.4全景图像外极曲线计算

2.4.1外极线几何

2.4.2外极曲线计算

2.4.3实验及其结果

2.5小结

第3章全景图像立体匹配

3.1引言

3.2图割算法及其在图像立体匹配中的应用

3.2.1图像立体匹配的能量函数

3.2.2能量函数对应的图的构造

3.2.3图的最小割(最大流)算法

3.3基于图割算法的全景图像立体匹配

3.3.1预处理

3.3.2立体匹配

3.3.3实验及其结果

3.4小结

第4章室内环境二维全局地图建立

4.1引言

4.1.1地图格式

4.1.2SLAM问题

4.2激光扫描匹配方法

4.3基于正态分布转换的二维全局地图建立

4.3.1正态分布转换

4.3.2两次激光扫描匹配对准

4.3.3牛顿迭代最优化算法

4.3.4地图扩展与优化

4.3.5实验及其结果

4.4小结

第5章激光扫描与全景图像相结合的室内环境三维模型建立

5.1引言

5.2基于激光扫描的室内环境三维模型建立

5.3激光扫描与图像相结合的三维建模混合方法

5.4激光扫描仪与全景视觉的联合标定

5.4.1全景图像：bird-view变换

5.4.2联合标定

5.5三维环境模型重建的两种流程

5.5.1全景图像立体匹配流程

5.5.2激光扫描流程

5.6三维模型重建实验

5.6.1Player／Stage

5.6.2实验及其结果

5.7小结

参考文献

　　基于激光扫描建立的精确三维几何模型与中心折反射全方位摄像头采集的全景图像相结合，使场景中的空间物理点同时具有几何信息和颜色信息，由此可实现具有真实感的室内环境三维模型重建。本书内容主要包括二维全局地图的建立，中心折反射全景摄像头的标定与全景图像中外极曲线的计算，基于图割算法的全景图像立体匹配，基于激光扫描的室内环境三维几何模型建立以及几何模型与颜色信息相结合的混合三维建模方法等。　　移动机器人的三维环境模型重建是一个重要的研究领域。本书以ActivMedia的Pioneer3-AT为实验平台，结合全景视觉与激光扫描仪等传感器，对室内环境三维模型重建进行了研究和分析。　　全书共分5章，内容主要包括中心折反射全景摄像头的标定与全景图像中外极曲线的计算，基于图割算法的全景图像立体匹配，二维全局地图的建立，基于激光扫描的室内环境三维几何模型建立以及几何模型与颜色信息相结合的混合三维重建方法等。　　本书可作为控制科学、人工智能、计算机科学等专业高年级本科生、研究生和教师的教材或参考书，也可作为信息学科相关领域，特别是移动机器人研究领域的工程技术人员和科研工作者的参考书。