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受控手持式三维采集的AR头戴式显示器引导指南

DOI：10.1109/tvcg.2019.2932172 期刊：IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics 出版年份：2019 更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要： 摄影测量法是一种利用常规照片作为输入的流行三维重建方法。该方法只要从多个视角密集采集场景，并确保相邻图像间有足够重叠度，就能实现高质量重建。然而操作人员在采集过程中难以判断是否已获得充分覆盖。场景覆盖不足会导致重建出现空洞、缺失区域甚至完全失败，这些错误需要人工修复模型或返回现场补拍，既耗时又往往不可行。 我们提出一种新型摄影测量采集方法：通过AR头显预测一组覆盖视角，并交互式引导操作者拍摄各视角影像。操作者佩戴AR头显，使用配备基准标记的手持相机装置（该装置相对于AR头显进行追踪）。AR头显实时追踪自身相对于环境的位置姿态，自动生成场景的粗略几何模型，我们的方法通过运行时分析该模型，生成一组符合人体操作范围、具有恒定相机-场景距离和图像重叠度的覆盖视角方案。生成的视角位置会实时渲染显示在AR头显上，交互式视觉反馈指导操作者如何调整相机至建议姿态。当相机进入有效范围时自动拍摄图像，从而在数分钟内完成适合三维重建的影像采集。 用户研究表明：让摄影测量新手分别在不使用引导和使用我们基于AR头显的引导两种条件下，对复杂挑战性场景进行采集。使用引导方案的操作者不仅重建质量更优，而且完全避免了对照组出现的重建失败案例。我们的AR头显方案具有自包含、便携特性，并能针对被采集场景的几何特征提供定制化采集引导。
作者： Daniel Andersen，Peter Villano，Voicu Popescu
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

提出一种摄影测量采集新方法：利用AR头显预测一组覆盖视角，并交互式引导操作员从各视角采集图像，确保为高质量三维重建提供充分覆盖。

研究成果

基于AR头戴式显示器的引导式三维采集方法能确?；袢∽愎煌枷褚允迪种亟ǜ哺欠段в胫柿恳?。用户研究表明，相比无引导采集方式，新手参与者采用该方法可获得更完整的重建效果。

研究不足

该方法依赖于AR头显追踪自身相对于环境的能力并生成粗略几何模型。光线不足的场景、移动物体或反光材料会干扰追踪。该方法完全基于几何原理，运行时不分析图像特征，默认场景各部分均具有同等丰富的特征。

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