1. 研究目的与意义（文献综述）

随着经济的不断发展,人们的精神文化追求普遍提高, 文化活动也顺应着发生了变化，大家对台球的兴趣也是与日俱增。而大家在观看台球比赛时，也会更加关注球员的下球角度是否正确，是否是最优路线。因此，利用基于视觉传感器，通过摄像头的动态标定技术，对平面场景进行三维重建，实现场景的虚拟现实及任意视角的可控动画显示。在观看比赛中，可帮助观众从各个角度观测该球员是否具有下球角度，并提供最佳击球方式和路线，让观众更加深刻的感受台球运动的魅力。

在计算机视觉以及计算机图形学中，三维重构指获取真实物体表面以及外形的一个过程。这个过程可以分为主动以及被动两种方法，其中主动方法是指主动的对被重构物体施加某种影响，基于电波的方法应用更为普遍，将电波向物体方向发射，然后测量返回部分，从而获得物体信息。被动的方法并不对被重构物体施加影响，仅仅通过传感器探测物体反射或者发出的辐射量来获取物体的三维结构，通常这种探测器为相机中的图像传感器，采用这种重构方法的输入为数字图像序列或者视频，这种方法被称为基于图像序列(视频)的重构。

近年来，随着相关理论的不断成熟，有效的方法、新的模型、新的应用不断涌现，三维重构的研究取得了丰硕的成果。在重构方法上，有基于双目立体匹配的方法，通过尺度窗口进行匹配，以及亚像素优化，从而获得初始对应点集。在实际应用方面，pollefeys等人开发了一套系统，可以由手持式摄像机拍摄获得的非标定图像序列进行三维重构，该方法通过特征匹配获得视图间的相对关系，经计算获得场景以及相机运动。

2. 研究的基本内容与方案

本设计采用三维重建，通过相机围绕重建的对象拍摄一组图像序列，利用相关技术，恢复出物体的三维模型，实现场景的虚拟现实及任意视角的可控动画显示，主要从如下三个方面入手：

（1）特征抽取。特征为一种不同于最临近区域的图像模式，通常与一种或几种图像性质相联系，图像性质通常包括亮度、颜色以及纹理。特征检测器分为4类，分别为角点检测器、团块检测器、区域检测器以及计算集约型检测器。

（2）计算基础矩阵。基础矩阵f不仅包含了物理空间中摄相机相关的旋转和平移信息，也包含了摄相机的内参数。

3. 研究计划与安排

（1）第1-3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，确定研究方向。

（2）第4-5周：学习图像处理技术，熟悉检测算法，熟练掌握matlab软件应用。研究颜色模型、纹理模型和阈值分割模型的建立方法。

（3）第6-7周：广泛查阅外文文献，了解国内外对图像检测算法的研究，并完成英文资料的翻译。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 崔红霞,刘畅,林宗坚,等.基于畸变模型优化的网络摄像机标定[j].计算机应用研究, 2016, 33(9).

[2] 王鹏,张求知,李文强,等.基于成像光线空间追踪的摄像机标定方法研究[j].仪器仪表学报,2015 (2015 年 01):224-229.

[3] huang c, chen d, tang x. implementation of workpiece recognition andlocation based on opencv[c]//2015 8th international symposium on computationalintelligence and design (iscid). ieee, 2015, 2: 228-232.