雙目立體視覺的尺寸檢測研究.pdf

1、目前，計(jì)算機(jī)視覺和機(jī)器視覺理論已經(jīng)得到很大程度的發(fā)展，特別是雙目立體視覺系統(tǒng)在某些方面已經(jīng)被成功地用于解決實(shí)際的問題。相關(guān)研究表明，相比于傳統(tǒng)的人工尺寸測量而言，采用雙目立體視覺的尺寸檢測技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的非接觸式測量，簡單方便，具有很大的發(fā)展前景。但是，基于雙目立體視覺系統(tǒng)的尺寸檢測仍然存在著無法準(zhǔn)確提取出特征點(diǎn)以及誤匹配等問題，本文針對(duì)這兩個(gè)主要問題進(jìn)行研究并提出相應(yīng)的改進(jìn)尺度不變特征（Scale Invariant Featur

2、e Transform，SIFT）算法實(shí)現(xiàn)對(duì)特征點(diǎn)的提取，同時(shí)將極線約束法則用于特征點(diǎn)的匹配過程中以減少誤匹配。采用該改進(jìn)算法，設(shè)計(jì)出相應(yīng)的軟件平臺(tái)并實(shí)現(xiàn)樣機(jī)的開發(fā)?？傮w來說，作者在對(duì)相關(guān)理論作系統(tǒng)性理解的基礎(chǔ)上主要完成以下幾個(gè)方面的工作：
　　1）系統(tǒng)的標(biāo)定。首先分析攝像機(jī)的相關(guān)模型，給出其中涉及的相關(guān)坐標(biāo)系以及對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系，然后本文采用張正友的平面標(biāo)定算法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)標(biāo)定，確定投影關(guān)系并計(jì)算出相關(guān)的參數(shù)值。
　　2）特征點(diǎn)的

3、提取。首先介紹關(guān)于特征點(diǎn)提取的經(jīng)典的Harris角點(diǎn)檢測算法和SIFT特征提取算法，分析比較這兩種算法，并在此基礎(chǔ)上提出一種新的融合性SIFT算法來實(shí)現(xiàn)提取特征點(diǎn)，同時(shí)采用折半查找算法從中篩選出所需要的特征點(diǎn)，最后結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證該算法的可靠性和可行性。
　　3）特征點(diǎn)的匹配。匹配的實(shí)質(zhì)就是將實(shí)際空間中同一點(diǎn)的坐標(biāo)在不同圖像平面中的投影像素對(duì)應(yīng)起來。本文采用尺度不變特征SIFT匹配算法實(shí)現(xiàn)特征點(diǎn)之間的初步匹配，對(duì)于其中可能存在一

4、對(duì)多的誤匹配，文中提出利用極線約束法則來加以解決。該約束準(zhǔn)則可以將匹配點(diǎn)的搜索范圍從整個(gè)圖像平面縮小到一條直線上，同時(shí)結(jié)合雙向匹配算法實(shí)現(xiàn)特征點(diǎn)從左圖像到右圖像和從右圖像到左圖像的匹配，從而可以提高正確匹配的效率。
　　4）特征點(diǎn)的三維重建。根據(jù)采用標(biāo)定算法所得到的關(guān)于雙目立體視覺系統(tǒng)的投影矩陣以及匹配特征點(diǎn)對(duì)像素坐標(biāo)值，結(jié)合相應(yīng)三維重建算法實(shí)現(xiàn)對(duì)空間點(diǎn)重建，并由此計(jì)算出實(shí)際距離值。
　　本文將所提出的改進(jìn)特征點(diǎn)提取算法和極