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绝大多数文物在出土时,存在不同程度的人为和自然的损坏。文物修复在考古和文物研究中是一项不可缺少、技术性强的工作。利用计算机辅助文物复原,通过图片对文物进行重建是一种很好的文物复原方法。
本文采用双目视觉原理对弩机进行三维重建。首先介绍了双目视觉原理,然后利用双目视觉原理采集弩机图片;对拍摄的弩机图片经过了三个步骤的预处理,使弩机的边缘特征更加的明显,更加有利于特征点的提取;从五个方面对比了几种特征点检测算子的优缺点,本文选择了Harris算子对弩机图像预处理前和预处理后的图片进行特征点提取,验证了本文弩机图像预处理的正确性;进一步利用了matlab标定工具箱对采集过弩机图片的摄像机进行标定,求出摄像机的内外参数,从而得到了摄像机的投影矩阵M;对提取了特征点的弩机图片,先通过NCC进行特征点粗匹配,然后通过视差梯度约束和一致性约束去除特征点误匹配,由于匹配的特征点对数比较少,不利于弩机的三维重建,本文提出了一种人机交互的方式,在前面匹配的特征点的基础上增加匹配特征点得到了弩机的最终特征点匹配对,成功的完成了弩机的特征点匹配。在前面工作的基础上对弩机进行三维重建,得到了弩机的点云数据,然后把点云数据导入Pro-E内得到了弩机的三维实体,并把弩机的Pro-E模型进行了快速成型加工,得到了弩机的实体模型,验证了本文对弩机重建方法的是正确的、有效的。接着对复原后的弩机进行静力学有限元分析及建立了简单的弩机信息管理数据库。
本论文的工作也为其他文物的现代研究提供了有意义的参考。