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基于变分模型的单目视觉三维重建方法
  • ISSN号:0253-2239
  • 期刊名称:光学学报
  • 时间:2014.4.1
  • 页码:162-168
  • 分类:TP391.4[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]北京工业大学电子信息与控制工程学院,北京100124
  • 相关基金:国家自然科学基金(61175087,61105033)、北京市自然科学基金(KZ201110005004)、国家教育部留学回国人员科研启动基金
  • 相关项目:基于深度变分模型及分散控制理论的机器人三维环境建模新方法研究
中文摘要:

提出一种基于单目视觉的致密场景重建方法,以实现对环境快速,准确地三维立体化建模。该方法针对自由式手持单目相机,在并行跟踪与地图创建(PTAM)算法框架下准确地实现相机的自定位。在此基础上,选取关键帧处图像序列,构造变分模式下深度估计模型;运用离散空间采样法获取初始深度图,借助于原始对偶算法实现该深度模型的优化,并结合相机投影模型估计待求解场景的三维模型。在统一计算设备架构(CUDA)下,利用图形处理器(GPU)进一步实现了深度估计算法的并行优化,显著提高了算法处理的实时性。真实场景下实验结果验证了所提算法的有效性与可行性。

英文摘要:

A monocular vision based three dimensional (3D) dense scene reconstruction technique is presented to achieve fast and accurate 3D stereoscopic modeling in the real environment. This proposed approach localizes accurately a free moving camera in the framework of parallel tracking and mapping (PTAM) algorithm. Based on this self-localization, a variational depth map estimation model is established by using a bundle of image around the keyframe. Discrete depth space sampling strategy is proposed to initialize the variational depth map model and primal dual algorithm is presented to optimize the model afterward. Subsequently, the final 3D scene model can be estimated by integrating the projective camera imaging model. Under the compute unified device architecture (CUDA), the algorithm is optimized in parallel mode by using the graphic processing unit (GPU) hardware, and its real-time performance is significantly improved. The experimental results conducted in realistic scenario demonstrats the feasibility and effectiveness of the proposed algorithm.

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期刊信息
  • 《光学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:曹健林
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:aos@siom.ac.cn
  • 电话:021-69916837
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-2239
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1252/O4
  • 邮发代号:4-293
  • 获奖情况:
  • 1992年中科院优秀期刊二等奖,1996年第二届上海市优秀期刊评比一等奖,2000年中科院优秀期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:33570