面向機(jī)器人導(dǎo)航的雙目立體視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步，機(jī)器人的智能化水平越來越高。機(jī)器人想要融入到人類生活中，協(xié)助或替代人類完成任務(wù)，一定要充分感知自己與外界環(huán)境之間的相對(duì)位置關(guān)系，而基于視覺的測(cè)量是一種較好的選擇。但是，考慮到單目測(cè)量條件的苛刻和多目測(cè)量的復(fù)雜性，本文選擇雙目立體視覺來測(cè)量。雙目立體視覺獲取現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中物體的方位和距離信息，為機(jī)器人導(dǎo)航提供支持，避開障礙接近目標(biāo)。
　　雙目立體視覺主要包括三個(gè)部分，立體標(biāo)定、立體匹配和三維重建等。
　　本文使用成

2、熟的平面棋盤標(biāo)定算法。對(duì)于光軸互相平行的雙目視覺系統(tǒng)，本文給出了一種實(shí)驗(yàn)方式，驗(yàn)證了理論推導(dǎo)——當(dāng)只有基線長度發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)的內(nèi)參數(shù)不變、外參數(shù)只有水平方向上的變化。應(yīng)用該結(jié)論可以減少標(biāo)定工作量。
　　本文提出了基于立體校正后圖像的邊緣特征匹配與抽樣區(qū)域匹配相結(jié)合的方法，該方法分以下幾個(gè)主要步驟。首先，提取彩色圖像邊緣，將目標(biāo)圖像劃分成互不重疊的超像素，選取 MAD-Tanimoto相似度量，對(duì)目標(biāo)圖像進(jìn)行超像素匹配，得邊緣初步

3、視差；其次，校正邊緣初步視差，并對(duì)非邊緣區(qū)域進(jìn)行抽樣匹配，依據(jù)視差傳播機(jī)制完成水平填充，得到初步稠密視差；同時(shí)，使用基于邊緣的區(qū)域增長對(duì)圖像分割，在此之前可以選擇 Mean Shift平滑濾波；最后，根據(jù)分割結(jié)果對(duì)初步稠密視差進(jìn)行校正，得最終稠密視差圖。
　　基于上述的立體匹配方法，在保證匹配效果的情況下，同時(shí)結(jié)合機(jī)器人導(dǎo)航的特點(diǎn)，本文提出了兩種基于子圖像的立體匹配方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這兩種方法與傳統(tǒng)全圖立體匹配方法相比，提高了時(shí)