文档介绍：阕雍脱丈胨惴ǖ耐枷袢亟摘要基于双目立体视觉是通过对同~目标的两幅图像提取、识别、匹配和解释,重建三维环境信息的过程。本文是采用一台摄像机通过移动拍摄空间某一场景的两幅图像,通过计算空间点在两幅图像中的视差,获得该点的三维坐标值。主要过程包括:图像获取、摄像机标定、图像预处理和特征提取、立体匹配以及三维重建。本文在分析和总结了国内外立体视觉研究的基础上,傲了以下的几点改进:阆窕甓ǚ椒āJ紫妊∪⊥枷裰行母浇慕堑阕龅谝徊奖甓ǎ其能满足二、三维图像坐标之间的近似线性关系,计算出投影矩阵,在此基础上计算内外参数;然后应用上一步的结果作为初值,进行迭代优化,利用优化模型求得摄像机的全部参数。堑慵觳狻2捎糜纱侄ǖ牟街杞薪堑慵觳猓行У亟饩隽舜边缘提取算法中,无法区分因为噪声产生的虚假边缘点问题。利用算子提取出角点并从中获得各个角点梯度的信息,结合颜色码的使用保证提取出的角点的正确性。⑻迤ヅ洹2捎靡恢只谒承蛞恢滦栽际牧⑻迤ヅ渌惴āM应用极线限制和双向匹配~致性确保两幅图像中的特征点的正确匹配,减少歧异性。关键词:图像获取;摄像机标定;图像预处理;角点检测;特征提取;
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立体匹配;三维重建
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髀概述立体视觉技术是机器人技术研究中最为活跃的一个分支,是智能机器人的重要标志。双目立体视觉是通过对同一目镜牧椒枷裉崛⑹侗稹⑵ヅ浜徒馐停重建三维环境信息的过程。主要包括:图像获取、摄像机标定、图像预处理和特征提取、立体匹配以及三维重建。通过对双目立体视觉技术的进一步研究,对多目视觉具有重要的启发,为解决智能移动机器人、工业装配机器人、家用机器人、公共服务机器人的视觉问题奠定良好的技术基础。计算机视觉的研究中主要存在以下特点:首先它是多学科的交叉与结合。视有关。研究计算机视觉的目的是要实现对人类视觉的模拟和延伸。采用形式化的持,此外计算机几乎是目前实现人工智能的唯一工具,这一领域的支持更是极其重要的。其次,在计算机视觉研究领域中绝大多数问题都是病态的,存在着诸多距离等信息都反映成唯一的测量值一灰度,因而要从这唯一的测量值恢复上述。个或几个反映物体本质特征的参数是一个病态的过程。计算机视觉研究的第三个特点是一个相对完备的视觉系统同时也是一个知识管理系统。在视觉过程中对一幅图像的理解需要大量的关于任务领域的知识,这些知识不同于问题求解中的知知识涉及面之广难以预测。因此视觉系统中的知识管理是一个重要问题。随着跨学科基础研究的不断深入和计算机性能的迅速提高,计算机视觉正在受到广泛的重视,并已应用于交通事故现场重建、逆向工程、三维医学图像重建,三维形面测量等许多领域。立体视觉是计算机视觉的一个重要分支,是由不同位通过计算空间点在每幅图像中的视差,获得该点的三维坐标值。年代美国麻省理工学院人工智能实验室的提出了一种视觉计算理论并应用在双目匹配上,觉是一个涉及生理心理的复杂过程,不仅仅和眼睛有关,还和大脑的推理、学习方法研究视觉问题除了涉及生理、心理之外还需要光学以及相应的数学理论支,不确定性因素。由于视觉问题是成像过程的逆过程,成像是从三维向二维投影的过程,因而在这个过程中会把深度信息丢失,同时诸如光照、材料特性、朝向、.识可以明确地显式表示,而且人类获取信息的%是通过视觉得到的,因而这些置的两台或两台以上的摄像机,、纳阃环【埃使两张有视差的平面图产生有深度的立体图形,奠定了双目立体视觉发展的理论
国内外研究现状基础。相比其它类的体视方法,如透镜板三维成像、投影式三维显示、全息照相术等,双目立体视觉直接模拟人类双眼处理景物的方式,简便可靠,在许多领域均极具应用价值,如三维测量学、虚拟现实、微操作系统的位姿检测与控制以及机器人导航与航测等。国外开展立体视觉技术的研究较早,所涉及的领域也较为广泛Ⅲ。日本奈良科技大学信息科学学院提出了一种基于双目立体视觉的增强现实系统注册方法,通过动态修正特征点的位置提高注册精度。该系统将单摄像机注册与立体视觉注册相结合,利用和三个标志点算出特征点在每个图像上的二维坐标和误差,利用和图像对计算出特征点的三维阈值。该方法比仅使用或方法大大提高了系统注册深度和精度。日本冈山大学使用立体显微镜、两个阆裢贰⑽⒉僮髌鞯妊兄屏耸褂立体显微镜控制微操作器的视觉反馈系统,用于对细胞进行操作,对种子进行基美国麻省理工学院计算机系提出了一种新的用于智能交通工具的传感器融标位置进行分割,而传统的目标分割算法难以在高速实时环境中得到令人满意的。系统嘲,使“探测者号’’能够在火星上对其即将跨越的几千米内的地形进行精确的定位和导航,系统使用同一个摄像机在“探测者”的不同位置上拍摄图像对,拍摄图像时摄像机的相对准确