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基于单RGB-D传感器的动态非刚体重建

DOI：10.3390/s18030886 期刊：Sensors 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要： 本文研究了基于单RGB-D传感器的动态非刚体三维重建问题。该任务具有挑战性，因为我们需要考虑先前部分序列融合方法中几乎不可避免的累积误差问题，以及长序列中可能出现的表面跟踪失效情况。为此，我们提出全局非刚体配准框架，通过显式闭环检测解决漂移问题。该创新方案首先通过融合步骤从输入序列获取多个局部扫描，继而进行成对非刚体配准与环路检测以建立相邻局部片段及构成环路的片段间对应关系；随后执行全局配准流程，根据已建立的匹配关系将所有片段对齐至统一的规范空间；最后通过模型更新步骤修正全局配准后仍存在的潜在错位。我们在配准过程中同时施加几何与外观约束，从而获得兼具精确几何结构与高保真彩色贴图的重建模型。在合成数据集与多种真实数据集上的实验表明，本方法能有效重建完整且水密的可变形物体。
作者： Sen Wang，Xinxin Zuo，Chao Du，Runxiao Wang，Jiangbin Zheng，Ruigang Yang
AI智能分析
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为解决使用单RGB-D传感器对动态非刚性物体进行三维重建的问题，重点在于减轻长序列中的累积误差和表面跟踪失败。

研究成果

该框架通过环路闭合解决漂移问题，并结合几何与颜色约束，有效重建了可变形物体的三维形状与外观。实验证明，其在合成数据集和真实数据集上均能生成具有高保真度色彩贴图的精确完整模型。未来工作包括通过纹理优化外观、处理拓扑变化以及增强对快速运动的鲁棒性。

研究不足

该方法依赖于构建部分扫描的成功率，但在快速运动时可能失败。假设拓扑结构恒定，且不处理变化的拓扑结构。该方法是离线的，非实时处理，约需40分钟。被遮挡部分可能无法完全重建，且未解决未观测区域的颜色填充问题。

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