单幅图像目标定位与三维重建的算法研究

"这篇资源是南京理工大学的一篇硕士学位论文，主题是‘基于单幅图像目标定位及三维重建的研究’，作者于艳，导师陈青林，专业为控制理论与控制工程，发表于2009年。论文探讨了如何利用单幅图像进行目标定位和三维重建，涉及图像处理、摄影测量学和虚拟现实技术。" 在这篇论文中，作者首先对比分析了几种常见的边缘检测算法，如Canny算子，以确定最佳的图像边缘提取方法。Canny算子因其鲁棒性和精度被选中。针对Hough变换计算效率低和消耗大量存储空间的问题，论文提出使用概率Hough变换来检测图像中的直线，然后通过线的拟合交点来精确地确定灭点坐标，从而提升灭点计算的准确性。 接着，论文深入研究了摄像机的内外参数估计，特别是外方位角元素的确定方法。作者讨论了摄影测量学的角度，比较了不同方法的精度，并选择了最优的方法来确定旋转矩阵，这对目标定位至关重要。 在目标物体的三维重建部分，论文提出了将目标转化为长方体模型的策略。考虑到单幅图像中的相对深度对长方体尺寸估计的影响，作者改进了相对深度算法，以提高长方体模型的三参数（长度、宽度和高度）的精度。这使得能够计算出目标物体特征点的三维坐标，从而实现精确的目标定位。 最后，通过使用VRML（Virtual Reality Modeling Language）编程，实现了模型的重建和显示。在纹理映射过程中，为了避免模型表面的纹理变形，论文采用了将图像分割成多个小块并映射到模型表面的策略，以提高重建的真实感。 这篇论文通过实际案例验证了所用算法的正确性和系统的可行性，指出该方法在城市规划、古建筑保护、基于图像的测量以及虚拟漫游技术等多个领域具有广泛的应用潜力。关键词包括单幅图像、目标定位、三维重建、灭点和VRML。