基于Kinect的三維重建與動作交互技術研究.pdf

1、計算機視覺理論及近年來三維掃描技術的發(fā)展使三維重建一度成為國內(nèi)外研究的熱點問題。由于立體視覺算法存在計算復雜度高、不精確的缺陷，目前技術成熟的三維重建系統(tǒng)主要基于結構光掃描，但此類系統(tǒng)通常龐大復雜，價格昂貴且不易操作。Kinect深度相機一經(jīng)推出，便以其低廉的價格、易操作等特性，極大地推動了三維重建技術平民化。另一方面，作為體感設備而發(fā)布，Kinect的出現(xiàn)也為動作交互方式提供了可能。本文結合Kinect的三維掃描與動作交互兩大功能，首

2、先提出基于Kinect的三維模型重建方案，而后實現(xiàn)三維模型的交互展示平臺設計。
　　本文的研究工作和創(chuàng)新點如下:
　　(1)提出了一種基于改進雙邊濾波的深度圖像預處理算法。Kinect并非是精密的測量儀器，本文結合Kinect采集的深度與彩色信息，通過改進雙邊濾波算法，有效地濾除深度圖像噪聲及填補深度缺失區(qū)域。
　　(2)提出一套基于改進KinectFusion的三維重建方案。主要改進工作有兩部分:
　　1)在點

3、云配準過程中，KinectFusion采用的ICP(Iterative Closest Point)迭代方法無法估算相機位姿矩陣平行于場景表面的運動分量，從而得到不理想的點云配準結果。本文通過提取邊線特征點作為輔助關系的方法來改進ICP迭代算法，可有效解決此問題。
　　2)紋理映射過程中，KinectFusion系統(tǒng)沒有對紋理映射操作做出相應說明。本文通過顏色融合立體的方法為重建模型貼上紋理，從而得到更為直觀真實的三維模型。

4、>　　(3)結合Kinect骨骼跟蹤功能，對三維模型交互展示平臺進行了實現(xiàn)。本文利用Kinect骨骼跟蹤獲得的人體關節(jié)點來識別姿勢，并將特定姿勢向鍵盤鼠標事件映射，從而實現(xiàn)對OpenGL渲染的三維模型進行旋轉、放大、縮小等操作。
　　通過本文的研究工作，普通用戶可以方便快捷地使用個人電腦和Kinect相機對日常用品或場景進行較為精確的三維重建。同時借助本文實現(xiàn)的基于Kinect交互的模型展示平臺，用戶只需通過身體姿勢就可以對平臺及