結(jié)構(gòu)光雙目視覺重構(gòu)系統(tǒng)的研究.pdf

1、雙目立體視覺作為機(jī)器視覺的一個(gè)分支，近年來隨著技術(shù)的不斷成熟，在工業(yè)機(jī)器人、導(dǎo)航、自動(dòng)化檢查、監(jiān)控等行業(yè)有廣泛的應(yīng)用。它是模擬人的雙眼，使用兩臺(tái)攝像機(jī)從不同的角度拍攝空間場景的圖像，通過攝像機(jī)標(biāo)定獲取攝像機(jī)圖像和空間場景的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過從兩幅圖像中獲取場景三維信息。
　　本文基于結(jié)構(gòu)光構(gòu)造雙目立體視覺系統(tǒng)，根據(jù)結(jié)構(gòu)光的高精度、高效率等特點(diǎn)，構(gòu)造雙目立體視覺系統(tǒng)，本文的主要研究內(nèi)容為:
　　(1)對(duì)單攝像機(jī)的成像模型進(jìn)行了研究

2、
　　介紹攝像機(jī)的線性成像模型，分析了攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)矩陣和畸變參數(shù)的含義，并對(duì)鏡頭徑向畸變和切向畸變做了分析，并以棋盤格為靶標(biāo)，獲取攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)和畸變參數(shù)。
　　(2)對(duì)立體成像模型進(jìn)行了研究
　　以單攝像機(jī)的成像模型為基礎(chǔ)，對(duì)雙目立體視覺系統(tǒng)幾何模型進(jìn)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(jì)算效率及匹配效率，并研究了基礎(chǔ)矩陣與極線約束的關(guān)系。
　　(3)對(duì)立體校正進(jìn)

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(biāo)定立體校正和標(biāo)定立體校正Bouguet算法，推導(dǎo)其變換過程，對(duì)左右兩幅圖像進(jìn)行校正，最終得到行對(duì)準(zhǔn)的無畸變圖像。
　　(4)對(duì)立體匹配進(jìn)行了研究
　　根據(jù)立體校正得到的行對(duì)準(zhǔn)圖像對(duì)，尋找空間點(diǎn)在圖像對(duì)中的相應(yīng)匹配點(diǎn)，介紹各種匹配方法，并基于約束條件提出相識(shí)性測度函數(shù)，比較各種立體匹配策略，并用C++程序?qū)崿F(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(duì)行對(duì)準(zhǔn)圖像對(duì)進(jìn)行立體匹配，提出以SAD、NCC、ZNCC為評(píng)價(jià)函數(shù)，結(jié)合極線約束、唯一性約束、順序約束準(zhǔn)則，對(duì)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(píng)價(jià)函數(shù)下算法的匹配時(shí)間、匹配效果以及競選算法的迭代收斂過程。
　　(6)對(duì)結(jié)構(gòu)光中心提取方法進(jìn)行研究
　　研究傳統(tǒng)的光條中心提取方法?？紤]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(jìn)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(duì)雙目視覺三維重構(gòu)技術(shù)進(jìn)行研究
　　以立體匹配得到視差圖為基礎(chǔ)，提取光條特征點(diǎn)的深度信息。根據(jù)特征點(diǎn)集，在Delaunay三角剖分算法分析的基礎(chǔ)上，分析基于深度圖像的三維重建流程。并構(gòu)建了基于OpenGL的MFC開發(fā)平臺(tái)，以標(biāo)準(zhǔn)圖像對(duì)和實(shí)驗(yàn)搭建的雙目立體視覺系統(tǒng)拍攝的圖像對(duì)，對(duì)空間特征點(diǎn)的深度信息進(jìn)行提取，并且基于OpenGL的三維場景重建，并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)