Дипломная работа на тему: Система картографирования пещер методами 3D реконструкции по видеоряду

План работы:

Введение 4
Глава 1. Проблема 3D реконструкции на основе видеоряда 7
1.1. Введение в проблему 7
1.2. Основные подходы 3D реконструкции на основе видеоряда 8
Глава 2. Теоретические основы стереозрения для построения 3D модели по видеоряду 10
2.1. Определение 3D позиции точек на основе параметров камеры 10
2.2. Основные подходы нахождения 3D позиций точек на основе набора изображений 12
2.3. Калибровка камеры 13
2.4. Нахождение опорных точек 14
2.4.1. Оптический поток 14
2.4.2. Алгоритм Лукаса-Канаде 16
2.4.3. Метод Фарнебака 17
2.5. Алгоритм класса match moving для построения 3D модели на основе видеоряда 18
Глава 3. Анализ существующего программного обеспечения 20
3.1. Анализ программного обеспечения, которое не имеет открытого кода или является платным 18
3.2. Анализ программного обеспечения с открытым кодом 22
3.2.1. Описание программы Bundler 24
3.2.2. Преимущества и недостатки программы Bundler 25
3.3. Результаты анализа 26
Глава 4. Средство разработки 27
Глава 5. Прототип системы картографирования пещер методами 3D реконструкции по видеоряду на библиотеке OpenCV 28
5.1. Алгоритм калибровки 28
5.2. Оценка работы программы нахождения перемещения точек с применением алгоритма Лукаса-Канаде 33
5.3. Причины изменения алгоритма нахождения опорных точек 35
5.4. Нахождение координат опорных точек в трёхмерном пространстве 36
5.4.1. Создание чёрно-белого изображения и нахождение опорных точек 37
5.4.2. Нахождение матрицы проекции 38
5.4.3. Вычисление положения точек в трёхмерном пространстве 40
5.5. Построение траектории движения камеры 41
5.6. Проблемы разработки прототипа системы картографирования пещер методами 3D реконструкции по видеоряду на основе библиотеки OpenCV 42
5.7. Итоги разработки прототипа системы картографирования пещер методами 3D реконструкции по видеоряду на основе библиотеки OpenCV 45
Глава 6. Библиотека libvisio2 47
6.1. Алгоритм построения 3D модели 47
6.2. Исправление ошибок 51
6.2.1. Исправление ошибок, связанных с неправильным нахождением расстояния перемещения камеры 51
6.2.2. Исправление ошибок, связанных с неправильным нахождением перемещения камеры при её повороте 54
6.3. Нахождение масштаба модели 55
6.3.1. Механизм нахождения масштаба модели 55
6.3.2. Однократное нахождение масштаба модели 58
6.3.3. Многократное нахождение масштаба модели 59
6.5. Создание оболочки библиотеки libvisio2 с помощью библиотеки Qt и OpenCV 61
6.6. Итоги разработки прототипа системы картографирования пещер методами 3D реконструкции по видеоряду на основе библиотеки libvisio2 62
Заключение 63
Список литературы 65
Приложения 67