結構光雙目視覺重構系統(tǒng)的研究.pdf

1、雙目立體視覺作為機器視覺的一個分支，近年來隨著技術的不斷成熟，在工業(yè)機器人、導航、自動化檢查、監(jiān)控等行業(yè)有廣泛的應用。它是模擬人的雙眼，使用兩臺攝像機從不同的角度拍攝空間場景的圖像，通過攝像機標定獲取攝像機圖像和空間場景的對應關系，通過從兩幅圖像中獲取場景三維信息。
　　本文基于結構光構造雙目立體視覺系統(tǒng)，根據(jù)結構光的高精度、高效率等特點，構造雙目立體視覺系統(tǒng)，本文的主要研究內(nèi)容為:
　　(1)對單攝像機的成像模型進行了研究

2、
　　介紹攝像機的線性成像模型，分析了攝像機內(nèi)參數(shù)矩陣和畸變參數(shù)的含義，并對鏡頭徑向畸變和切向畸變做了分析，并以棋盤格為靶標，獲取攝像機內(nèi)參數(shù)和畸變參數(shù)。
　　(2)對立體成像模型進行了研究
　　以單攝像機的成像模型為基礎，對雙目立體視覺系統(tǒng)幾何模型進行了分析，在模型中引入極線約束，極線約束可以將搜索范圍從二維平面縮小成一維直線，以提高計算效率及匹配效率，并研究了基礎矩陣與極線約束的關系。
　　(3)對立體校正進

3、行了研究
　　根據(jù)雙目立體視覺幾何模型，引入極線約束，建立極線約束條件，分別使用非標定立體校正和標定立體校正Bouguet算法，推導其變換過程，對左右兩幅圖像進行校正，最終得到行對準的無畸變圖像。
　　(4)對立體匹配進行了研究
　　根據(jù)立體校正得到的行對準圖像對，尋找空間點在圖像對中的相應匹配點，介紹各種匹配方法，并基于約束條件提出相識性測度函數(shù)，比較各種立體匹配策略，并用C++程序實現(xiàn)。
　　(5)提出基于競

4、選算法搜索策略的立體匹配算法
　　提出基于競選算法的優(yōu)化搜索策略對行對準圖像對進行立體匹配，提出以SAD、NCC、ZNCC為評價函數(shù)，結合極線約束、唯一性約束、順序約束準則，對比傳統(tǒng)搜索策略和競選算法優(yōu)化搜索策略下的SAD、NCC和ZNCC評價函數(shù)下算法的匹配時間、匹配效果以及競選算法的迭代收斂過程。
　　(6)對結構光中心提取方法進行研究
　　研究傳統(tǒng)的光條中心提取方法。考慮光條的形態(tài)和邊界特征，提出了一種光條快速提

5、取方法，比較改進方法與傳統(tǒng)方法的算法執(zhí)行效率和光條提取精度。
　　(7)對雙目視覺三維重構技術進行研究
　　以立體匹配得到視差圖為基礎，提取光條特征點的深度信息。根據(jù)特征點集，在Delaunay三角剖分算法分析的基礎上，分析基于深度圖像的三維重建流程。并構建了基于OpenGL的MFC開發(fā)平臺，以標準圖像對和實驗搭建的雙目立體視覺系統(tǒng)拍攝的圖像對，對空間特征點的深度信息進行提取，并且基于OpenGL的三維場景重建，并分析實驗結