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第59卷第14期/2022年7月/激光与光电子学进展特邀论文
阵列虚拟相机三维重建研究
李安虎，罗文杰，刘兴盛，邓兆军*
同济大学机械与能源工程学院，上海201804
摘要针对目标场景三维重建难以兼顾视场范围和空间分辨率的问题，提出了结合相机和旋转双棱镜的成像系统。该
系统可在不同双棱镜转角下形成虚拟相机阵列，同时利用导轨移动调整阵列虚拟相机的成像位置，还可在大视场范围内
实现分区域的多视角图像采集。结合相机投影模型和双棱镜折射模型，提出了一种利用几何变换关系的阵列虚拟相机
内外参数标定方法，建立了基于三角测量原理的分区域三维点云获取方法。在此基础上，提出了多视角图像重叠区域的
预先定位算法，结合迭代最近邻点算法实现由粗到精的分区域点云配准融合。实验结果表明，所提成像系统可以实现大
范围高分辨率的三维目标重建，且采用由粗到精的点云配准算法，在提升运算效率的同时还能保证三维重建精度。
关键词三维重建；虚拟相机；旋转双棱镜；点云配准
中图分类号TH74文献标志码ADOI：10.3788/LOP202259.1415013
3DReconstructionofArrayVirtualCamera
*
LiAnhu,LuoWenjie,LiuXingsheng,DengZhaojun
SchoolofMechanicalEngineering,TongjiUniversity,Shanghai201804,China
AbstractInthisstudy,animagingsystemcombiningcamerasandrotatingRisleyprismsisproposedtoaddressthe
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difficultyofconsideringthefieldofviewandspatialresolutioninatargetscene’sthreedimensional(3D)reconstruction.
TheimagingsystemcanformavirtualcameraarrayunderdifferentRisleyprismrotationangles,adjustthearrayvirtual
cameras’imagingpositionusingrailmovement,andrealizeasubregionalmultiviewimageacquisitioninalargefieldof
view.Acalibrationapproachofthearrayvirtualcamera’sinternalandexternalparametersusingageometrical
transformationrelationshipisproposed,andthesubregional3Dpointcloudacquisitionapproachbasedonthetriangulation
-
principleisestablished,employingthecameraprojectionmodelandthedoubleprismrefractionmodel.Apreloca
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