目录摘要.........................................................1Abstract.....................................................2第一章绪论..................................................41.13D扫描系统的研究背景与意义............................41.2国内外研究现状........................................51.2.1三维重建研究现状.................................51.2.2基于视觉的SLAM技术..............................51.3本设计内容及结构安排...................................7第二章数据信息采集与处理....................................82.1Tango手机的硬件构成...................................82.2利用Tango手机采集数据................................82.3标定与滤波处理.......................................102.4本章小结.............................................12第三章基于特征点的视觉里程计...............................133.1视觉里程计...........................................133.1.1特征点提取.....................................133.1.2ORB特征提取算法................................143.2特征点匹配...........................................163.3本章小结.............................................18第四章闭环检测与非线性优化.................................194.1闭环检测.............................................194.1.1闭环检测的意义.................................194.1.2词袋模型.......................................204.2非线性优化...........................................214.2.1非线性系统的状态估计...........................214.2.2图优化与g2o框架...............................224.3本章小结.............................................23第五章实验验证分析........................................245.1实验设备环境及操作方法...............................245.2实验操作与结果分析...................................245.2.1信息采集与处理实验.............................245.2.2视觉里程计模块实验.............................255.2.3闭环检测与非线性优化实验.......................265.2.4场景重建实验...................................285.3本章小结.............................................30第六章总结与展望...........................................316.1全文总结.............................................316.2工作展望.............................................31参考文献....................................................33致谢........................................................35基于Tango手机系统的3D扫描系统设计摘要在人工智能和计算机视觉快速发展的时代背景下，设计3D扫描系统对场景进行三维重建是前沿和热点问题之一。目前的三维重建技术根据传感器不同，主要分为基于激光雷达设备的建模和基于视觉的相机建模。激光雷达设备具有高精度，高实时性的特点，但其价格昂贵，成本太高，且适用环境受到限制，在空中或水下的建模效果差；基于视觉的三维重建设备代表之一是微软公司推出的Kinect相机，其可以捕捉RGB图像和深度图像中的信息从而实现场景的三维重建，成本低廉，但存在精确度较低，重建操作复杂，不易携带等缺陷。针对此问题，本设计提出基于Tango手机的3D扫描系统。利用联想公司推出的Tango嵌入式手机，实现对场景的实时三维重建，在保证重建精度的基础上，降低了硬件成本，简化了重建操作，同时便于携带，具有广泛而深远的发展前景。本文介绍了Tango手机平台的硬件结构以及利用RGB-DSLAM技术采集数据信息的原理；使用张正友标定法和高斯滤波对数据进行预处理从而减小系统误差和噪声对重建效果的影响；通过比较多种特征点的提取和匹配算法，最终确定采用改进的ORB特征提取算法配上BRIEF描述子和K-D树搜索算法来实现；基于视觉内容搭建词袋模型，利用闭环检测解决场景...
