基于雙目視覺的三維環(huán)境重建.pdf

1、雙目立體視覺是計算機(jī)視覺領(lǐng)域重要研究方向之一。它是一種直接模擬人類雙眼利用圖像視差信息恢復(fù)三維場景的方法，具有成本低、適用面廣等優(yōu)點。在計算機(jī)視覺領(lǐng)域中，三維場景重建問題一直是一個熱門的研究方向，國內(nèi)外的很多學(xué)者都投身于該方面的研究。隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，雙目立體視覺技術(shù)在機(jī)器人導(dǎo)航、工業(yè)自動化、醫(yī)療診斷以及軍事等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。因此，本課題的研究具有重要的理論意義和使用價值。
　　 本文首先介紹了雙目立體視覺的國內(nèi)外研

2、究現(xiàn)狀，進(jìn)而引出本文研究目標(biāo)：用雙目立體視覺系統(tǒng)恢復(fù)場景三維信息。針對三維重建對實時性和精度都有較高要求，本文重點研究了雙目立體視覺系統(tǒng)的圖像預(yù)處理、特征提取、攝像機(jī)標(biāo)定、立體匹配和三維坐標(biāo)求解五項關(guān)鍵技術(shù)，并對每個關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了相應(yīng)的實驗。
　　 在圖像預(yù)處理部分采用十字中值濾波剔除圖像中的噪聲信息，并采用直方圖均衡化技術(shù)突出圖像細(xì)節(jié)；特征提取部分，采用本文改進(jìn)的MIC角點檢測算法對圖像中角點進(jìn)行亞像素定位，為后續(xù)基礎(chǔ)矩陣估計

3、打下良好基礎(chǔ)；采用Canny算子對圖像進(jìn)行邊緣提取。在攝像機(jī)標(biāo)定部分，采用張氏標(biāo)定法，實現(xiàn)了對攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)的標(biāo)定。在立體匹配部分，考慮系統(tǒng)對精度、速度以及密集視差圖的要求，采用本文改進(jìn)的區(qū)域立體匹配算法獲得場景視差圖。改進(jìn)的立體匹配算法將結(jié)合圖像分割技術(shù)、雙向匹配策略以及偽極線約束準(zhǔn)則實現(xiàn)圖像像素間的高效匹配。最后，本文采用視差測距法獲得距離信息，將立體匹配過程得到的視差圖轉(zhuǎn)化為三維效果圖，并通過MATLAB和OpenGL分別進(jìn)行三維