基于雙目立體視覺在線測量系統的關鍵技術研究.pdf

1、在幾十年的發(fā)展歷史中,計算機視覺經歷了從2維圖像處理到2.5維圖像處理,再到3維圖像處理這一過程。隨著計算機技術的迅猛發(fā)展,雙目立體視覺作為一種3維圖像處理手段,已成為計算機視覺的重要研究領域之一。其中,雙目立體視覺測量一直是計算機視覺領域的重點和熱點研究課題。雙目立體視覺測量是以視差原理為基礎,通過三角測量法來重建物體三維空間幾何信息的一種測量方法。與傳統的測量方法相比較,雙目視覺測量以其獨特的非接觸、高精度、快響應等特點,在三維建模

2、、質量監(jiān)控、目標識別、非接觸式面形測量等領域占據著其他測量方法所無法比擬的地位,因而受到廣泛應用。
　　在學習了立體視覺技術的相關理論的基礎上,對當前國內外立體視覺的研究工作進行了分析總結,提出了用基于雙目立體視覺的在線測量系統來替代原項目中單目視覺檢測系統,并著重對攝像機標定和立體匹配這兩項關鍵技術展開研究。軟件方面,利用VC++ 6.0,結合OpenCV庫和IPL庫編程實現了各模塊中的功能。
　　本文采用的成像模型是帶畸

3、變的針孔成像模型,主要涉及到的坐標系變換包括:世界坐標系到攝像機坐標系的變換,攝像機坐標系到成像平面坐標系的變換,成像平面坐標系到計算機數字圖像坐標系的變換。
　　采用改進的張正友平面標定法對攝像機進行標定。一方面,在張氏方法只考慮徑向畸變的基礎上,改進算法進一步考慮切向畸變對標定的影響,并選用分布在圖像中心附近的點來求取標定初始值,從而提高算法的標定精度和計算結果的抗干擾性。另一方面,對Harris角點提取方法進行改進,提高了角

4、點提取的實時性。
　　在進行立體匹配時,本文選用Canny算子提取圖像邊緣特征,首先進行初步的灰度相關匹配,然后計算匹配點的對極幾何和基礎矩陣,通過8點算法、RANSAC算法以及LMEDS算法來進一步篩選過濾去除錯誤或模糊的匹配點,得到更魯棒的匹配點,然后利用這些匹配點計算更精確的對極幾何和基礎矩陣,再通過LMEDS算法和外極線來提取新的匹配點,組成最為魯棒的匹配點集,用于恢復場景的三維信息。
　　通過攝像機的外參數矩陣和求