Τρισδιάστατη Ανακατασκευή Αντικειμένων Και Κτηρίων Με Γεωμετρία Πολλαπλών Όψεων

Abstract

Η τρισδιάστατη ανακατασκευή από διαθέσιμες δισδιάστατες εικόνες αποτελεί έντονο πεδίο έρευνας στον τομέα της ΟΥ. Στόχος είναι η ακριβής αλλά και η οπτικά ικανοποιητική 3Δ αναπαράσταση του υπό εξέταση αντικειμένου, όπως αυτό απεικονίζεται από πολλαπλές όψεις. Τα στάδιαγια την επίτευξη του σκοπού αυτού περιλαμβάνουν την ανίχνευση χαρακτηριστικών από τις εικόνες, τη μελέτη της γεωμετρίας που συνδέει το δισδιάστατο με τον τρισδιάστατο χώρο καθώς καιτη γνώση των μαθηματικών μοντέλων των καμερών.Στην παρούσα εργασία, στόχος είναι η μελέτη και η εφαρμογή μεθόδων 3Δ ανακατασκευήςαπό περιορισμένα σε πλήθος δεδομένα, συγκριτικά με τις απαιτήσεις των πιο γνωστών ως σήμερα αλγορίθμων. Για το σκοπό αυτό, αναπτύσσεται το θεωρητικό υπόβαθρο της προβολικής γεωμετρίας, της επιπολικής γεωμετρίας καθώς και της δομής από κίνηση (structure from motion),το οποίο αποτελεί βασικό στήριγμα για την πραγματοποίηση 3Δ ανακατασκευής. Εξετάζονται,υλοποιούνται και αξιολογούνται τρεις μέθοδοι για την εξαγωγή χαρακτηριστικών από εικόνες. Ενσυνεχεία, υλοποιούνται και εφαρμόζονται αλγόριθμοι ανακατασκευής ενός αντικειμένου από πολλαπλές όψεις του με στόχο την όσο το δυνατό καλύτερη εκτίμηση του σχήματος του από ένα διασκορπισμένο νέφος σημείων. Από τις εικόνες, εξάγονται οι ακμές του αντικειμένου και υλοποιείταιένας αλγόριθμος για την αναπαράσταση τους στον 3Δ χώρο. Οι αλγόριθμοι και τα αποτελέσματάτους παρουσιάζονται στην εργασία.Η κύρια συνεισφορά της παρούσας εργασίας σχετίζεται με την εύρεση, υλοποίηση και εφαρμογή ενός γρήγορου αλγορίθμου για την 3Δ ανακατασκευή και οπτική αναπαράσταση κτηρίωναπό δύο όψεις με απομακρυσμένα οπτικά κέντρα και με περιορισμένη γνώση συνδετικών χαρακτηριστικών μεταξύ των δύο εικόνων. Ο αλγόριθμος και τα αποτελέσματά του παρουσιάζονταιστην εργασία.