基于雙目視覺的三維重建與姿態(tài)估計的研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，人們開始提出智能工業(yè)，智慧工業(yè)的要求。三維重建作為計算機視覺的一個研究分支，在我們的生產(chǎn)生活中一直占有一席之地，人們利用計算機視覺系統(tǒng)的特點提高了生產(chǎn)的柔性和并增加了生產(chǎn)的自動化程度，將人們從那些不適合于人類作業(yè)的危險工作環(huán)境中解放出來。在人工視覺難以滿足需要的的場合，人們利用機器視覺來替代人工視覺來完成一些困難的任務。在實際的應用中，三維重建技術(shù)常常被應用于航空航天事業(yè)，利用三維重建技術(shù)對飛機，火箭，衛(wèi)星等飛行器進行三

2、維姿態(tài)估計，因為在太空的真空環(huán)境中，人工視覺很難發(fā)揮作用，所以此時我們利用機器視覺來輔助人類控制飛行器姿態(tài)，保證它們能正常工作。
　　正是由于從計算機視覺系統(tǒng)中，人們可以快速獲取大量信息，而且這些信息可以被自動處理并易于同加工控制信息集成。因此，在現(xiàn)代的智能工業(yè)應用中，人們將機器視覺系統(tǒng)廣泛地用于質(zhì)量控制，工業(yè)測控，姿態(tài)估計等領域。
　　在三維重建領域，雙目立體視覺的研究一直是三維重建技術(shù)中的熱點和難點。使用雙目立體視覺系統(tǒng)

3、可以確定任意物體的三維輪廓，并且可以得到輪廓上任意點的三維坐標。因此雙目立體視覺系統(tǒng)可以應用在多個領域，大到航空航天事業(yè)中的衛(wèi)星，航天器的姿態(tài)估計，小到現(xiàn)代醫(yī)學中人臉，人體的細節(jié)重建。
　　雙目立體視覺同時也是計算機視覺的一種重要形式，它是一種基于視差原理，從多幅圖像中獲取物體三維幾何信息的方法。從一般意義來講，雙目立體視覺系統(tǒng)利用兩臺攝像機，從不同角度同時獲得參照物的兩幅數(shù)字圖像，也可以通過單個攝像機，在不同時刻、不同角度獲得參

4、照物的兩幅數(shù)字圖像，然后根據(jù)視差原理計算出物體的三維幾何信息，并重建參照物的三維輪廓和位置。
　　本文以雙目視覺技術(shù)為基礎進行三維重建，對三維重建的兩個關(guān)鍵環(huán)節(jié)：攝像機標定、立體匹配做了仔細的研究并提出了改進：在攝像機標定環(huán)節(jié)，利用Matlab標定工具箱與OpenCV相結(jié)合的方式，先對攝像機進行單目標定，再將兩個攝像機的單目標定結(jié)果進行雙目標定，對標定流程進行了完善。在立體匹配環(huán)節(jié)，本文分析了BM，SGBM，GC匹配算法的性能，并