单幅图像目标定位与三维重建：灭点法与Canny边缘检测

"基于单幅图像目标定位及三维重建的研究" 这篇硕士论文主要探讨了计算机视觉领域中的一个重要课题——如何利用单幅图像进行目标定位及三维重建。作者于艳在控制理论与控制工程专业导师陈青林的指导下，深入研究了摄影测量学和虚拟现实技术在这一领域的应用。 在论文中，作者首先比较了几种常见的边缘检测算法，最终选择了Canny算子来提取图像边缘。针对Hough变换的时间和空间效率问题，论文提出了使用概率Hough变换来检测目标直线，并通过拟合求交点的方式来确定灭点（vanishing point）坐标，以提高计算精度。灭点在计算机视觉中是理解图像几何结构的关键，它对应于图像中平行线在消失点处的汇聚。 接着，论文详细讨论了如何根据灭点属性来确定摄像机的内外参数。内参数涉及相机自身的光学特性，如焦距和畸变系数；外参数则描述了相机相对于世界坐标系的位置和姿态。论文特别研究了确定摄像机外方位角元素的两种方法，并根据实验结果选择了精度更高的方法来确定旋转矩阵。 在目标物体的三维重建部分，作者将其转化为长方体模型，并针对单幅图像中相对深度对长方体尺寸参数的影响进行了改进，以提高长方体模型的精度。通过对相对深度算法的优化，可以更准确地计算出目标物体特征点的三维坐标，从而实现目标定位。 此外，论文还利用VRML（Virtual Reality Modeling Language）进行模型重建和显示。在纹理映射过程中，为减少模型表面纹理的变形，论文提出了一种将图像分割成多个小块并映射到模型表面的方法，以增强重建的真实感。 这篇论文通过实例验证了所使用算法的正确性和系统实现的可行性，并指出这种方法在城市规划、古建筑保护、基于图像的测量以及虚拟漫游技术等领域具有广阔的应用前景。关键词包括单幅图像、目标定位、三维重建、灭点和VRML，表明了论文的核心研究内容和关键技术。