月面環(huán)境的立體視覺(jué)稠密匹配算法研究.pdf

1、月球表面探測(cè)中，基于巡視器的月面探測(cè)技術(shù)可以代替人類(lèi)在月面進(jìn)行近距離觀測(cè)和執(zhí)行科學(xué)探測(cè)任務(wù)，是目前公認(rèn)的月面及深空星球探測(cè)技術(shù)中最為有效的技術(shù)途徑。獲得直觀、準(zhǔn)確、完整的月面環(huán)境信息以及與月面巡視器之間的相對(duì)位置關(guān)系，立體視覺(jué)環(huán)境三維建模系統(tǒng)成為環(huán)境感知的關(guān)鍵技術(shù)。
　　在上述環(huán)境背景下，本文以立體視覺(jué)稠密匹配算法為核心研究對(duì)象，結(jié)合月球表面這個(gè)特殊環(huán)境，從保持技術(shù)一致性的角度出發(fā)，對(duì)獲取高精度月球表面三維影像信息進(jìn)行了深入研究。

2、
　　在立體視覺(jué)稠密匹配中，提出了一種基于月面環(huán)境的立體視覺(jué)稠密匹配算法。該算法通過(guò)計(jì)算原圖像的本征圖像，進(jìn)行光照一致性預(yù)處理，有效地改進(jìn)了光照造成的影響；其次，通過(guò)改進(jìn) MNCC像素點(diǎn)之間的相關(guān)性計(jì)算，采用 RGB三元組進(jìn)行色彩相似度概率約束，改進(jìn)BP算法，在消息通過(guò)平行迭代向各個(gè)方向進(jìn)行傳播過(guò)程中，同時(shí)攜帶了色彩相似度能量信息和平滑度能量信息，有效減小了不連續(xù)區(qū)域和遮擋帶來(lái)的影響；最后，根據(jù)獨(dú)立連通區(qū)域通常具有相似紋理特征和視

3、差一致性的約束條件，通過(guò)采用 Mean Shift圖像分割算法，在每個(gè)區(qū)域內(nèi)采用自適應(yīng)閾值函數(shù)的優(yōu)化方法，該方法通過(guò)統(tǒng)計(jì)每個(gè)區(qū)域內(nèi)的所有視差值，采用每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)該區(qū)域內(nèi)所有視差值均值的比值進(jìn)行動(dòng)態(tài)的自適應(yīng)，對(duì)月面這種具有特殊弱紋理和高相似度紋理的特性，達(dá)到了很好的效果。
　　在三維重建過(guò)程中，本文通過(guò)簡(jiǎn)單介紹一下標(biāo)定原理，采用簡(jiǎn)單、快捷、高精度地 GML相機(jī)標(biāo)定軟件，對(duì)圖像進(jìn)行標(biāo)定，得到對(duì)應(yīng)圖像的內(nèi)、外參數(shù)。根據(jù)已經(jīng)獲得的相機(jī)內(nèi)參

4、和外參，求得圖像中每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)另一幅圖像中的極線，通過(guò)在極線上搜索對(duì)應(yīng)匹配點(diǎn)，大大降低了匹配過(guò)程中算法的時(shí)間復(fù)雜度。同時(shí)，利用這些標(biāo)定參數(shù)，結(jié)合匹配過(guò)程中得到的精細(xì)視差值，計(jì)算圖像中每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)在空間中的三維坐標(biāo)值，最后，利用OpenGL進(jìn)行紋理映射，得到基于月面環(huán)境下的三維重建地形圖。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文的算法不僅在時(shí)間上高效，而且，在恢復(fù)效果上，也同時(shí)滿(mǎn)足了特殊的月面環(huán)境和普通光照下的室內(nèi)外環(huán)境，有利地證實(shí)了本文算法的