大勢(shì)智慧是一家專注于真實(shí)世界三維數(shù)字化重建及三維數(shù)據(jù)服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)，公司在城市高精度三維建模、模型應(yīng)用及語(yǔ)義化理解和文化遺產(chǎn)數(shù)字化保護(hù)領(lǐng)域具有先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

三維重建技術(shù)的重點(diǎn)在于如何獲取目標(biāo)場(chǎng)景或物體的深度信息。在景物深度信息已知的條件下，只需要經(jīng)過點(diǎn)云數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)及融合，即可實(shí)現(xiàn)景物的三維重建。基于三維重建模型的深層次應(yīng)用研究也可以隨即展開。人們按照被動(dòng)式測(cè)量與主動(dòng)式測(cè)量對(duì)目標(biāo)物體深度信息的獲取方法進(jìn)行了分類。

主動(dòng)式三維重建技術(shù)之三角測(cè)距法

三角測(cè)距法是一種非接觸式的測(cè)距方法，以三角測(cè)量原理為基礎(chǔ)。紅外設(shè)備以一定的角度向物體投射紅外線，光遇到物體后發(fā)生反射并被CCD（Charge-coupled Device，電荷耦合元件）圖像傳感器所檢測(cè)。隨著目標(biāo)物體的移動(dòng)，此時(shí)獲取的反射光線也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的偏移值。根據(jù)發(fā)射角度、偏移距離、中心矩值和位置關(guān)系，便能計(jì)算出發(fā)射qi到物體之間的距離。三角測(cè)距法在測(cè)量、地形勘探等領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。

三維深度信息的配準(zhǔn)按不同的圖像輸入條件與重建輸出需求被分為：粗糙配準(zhǔn)、精細(xì)配準(zhǔn)和全局配準(zhǔn)等三類方法。粗糙配準(zhǔn)研究的是多幀從不同角度采集的深度圖像。首先提取兩幀圖像之間的特征點(diǎn)，這種特征點(diǎn)可以是直線、拐點(diǎn)、曲線曲率等顯式特征，也可以是自定義的符號(hào)、旋轉(zhuǎn)圖形、軸心等類型的特征。隨后根據(jù)特征方程實(shí)現(xiàn)初步的配準(zhǔn)。粗糙配準(zhǔn)后的點(diǎn)云和目標(biāo)點(diǎn)云將處于同一尺度(像素采樣間隔)與參考坐標(biāo)系內(nèi)，通過自動(dòng)記錄坐標(biāo)，得到粗匹配初始值。

經(jīng)過配準(zhǔn)后的深度信息仍為空間中散亂無(wú)序的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，僅能展現(xiàn)景物的部分信息。因此必須對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，以獲得更加精細(xì)的重建模型。以Kinect傳感器的初始位置為原點(diǎn)構(gòu)造體積網(wǎng)格，網(wǎng)格把點(diǎn)云空間分割成很多的細(xì)小立方體，這種立方體叫做體素(Voxel)。通過為所有體素賦予SDF（Signed Distance Field，有效距離場(chǎng)）值，來(lái)隱式的模擬表面。