MATLAB单目图像2D轨迹三维重建系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB开发，利用单幅图像的2D运动轨迹，结合几何约束与运动先验，实现三维空间结构的恢复与可视化建模。适用于运动分析、场景重建等领域，提供高效、直观的三维模型生成方案。

详 情 说 明

基于单目图像2D轨迹的三维重建系统

项目介绍

本项目实现了一种从单幅图像的二维运动轨迹中恢复三维空间结构的技术方案。系统通过分析时间序列上的2D坐标点，利用透视投影几何原理和运动结构恢复(SfM)方法，结合运动先验知识，生成对应的三维可视化模型。该系统适用于运动分析、轨迹追踪、场景重建等多个领域，能够从有限的二维观测数据中还原出丰富的三维空间信息。

功能特性

• 三维重建核心：基于几何约束和运动先验，从2D轨迹准确恢复3D结构
• 多格式输入支持：兼容txt/csv格式的轨迹文件，每行包含帧序号、x坐标、y坐标
• 丰富输出结果：

- PLY格式的三维点云数据 - 可交互的3D轨迹动画（MATLAB Figure格式） - 详细的重建精度评估报告

• 可视化交互：提供直观的3D轨迹动画展示，支持用户交互操作

使用方法

1. 准备轨迹数据：确保轨迹文件符合格式要求（帧序号, x坐标, y坐标）
2. 运行重建系统：执行主程序启动三维重建流程
3. 查看结果：

- 在输出目录查看生成的三维点云文件（.ply） - 打开MATLAB Figure文件浏览交互式3D动画 - 阅读精度评估报告了解重建质量

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• 必需工具箱：图像处理工具箱、计算机视觉工具箱
• 推荐内存：8GB及以上
• 操作系统：Windows 10/11，Linux或macOS

文件说明

主程序文件整合了系统的核心处理流程，主要承担以下功能：读取和解析输入的二维轨迹数据，运用透视投影模型进行初始三维位置估计，通过运动结构恢复算法优化三维点坐标，生成高质量的三维点云输出文件，创建可交互的三维运动轨迹可视化界面，并执行重建精度分析与评估报告生成。