雙目立體視覺系統(tǒng)

《雙目立體視覺系統(tǒng)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、1學(xué)生：雙目立體視覺系統(tǒng)雙目立體視覺系統(tǒng)Binocularstereovisionsystem2立體視覺是機(jī)器視覺的一個(gè)重要分支，立體視覺的研究目的是使機(jī)器具有通過二維圖像認(rèn)知三維環(huán)境信息的能力。這種能力將不僅是機(jī)器能感知三維環(huán)境中物體的幾何信息（形狀、位置、姿態(tài)、運(yùn)動(dòng)等），而且還能對(duì)它們進(jìn)行描述、存儲(chǔ)、識(shí)別與理解，以滿足特定的需求。背景雙目立體視覺系統(tǒng)3立體視覺通過設(shè)計(jì)和模仿人類視覺來(lái)獲得物體深度信息。它在逆向工程、測(cè)試測(cè)量、文化產(chǎn)業(yè)、公共安全、視覺導(dǎo)航、地圖生成、航空勘測(cè)等領(lǐng)域都有很好的應(yīng)用價(jià)值。二維信息與

2、三維信息的結(jié)合，也為一些具體的工程問題提供了方法，如目標(biāo)識(shí)別的圖像分割。背景雙目立體視覺系統(tǒng)41：雙目視覺系統(tǒng)模型2：雙目視覺系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)標(biāo)定立體匹配3D重建及后續(xù)處理主要內(nèi)容雙目立體視覺系統(tǒng)5雙目視覺系統(tǒng)模型物體的深度信息可以通過雙眼的觀察得到。6雙目立體視覺三維測(cè)量原理(Triangulation)雙目立體視覺三維測(cè)量是基于視差原理。計(jì)算公式：7視差(Disparity)與深度(Depth)的關(guān)系視差和深度成反比關(guān)系：8視差(Disparity)與深度(Depth)的關(guān)系同一深度下的視差一樣9亞像素(S

3、ub-pixel)在某些對(duì)精度要求較高的場(chǎng)合，需要對(duì)視差進(jìn)一步精細(xì)化(Refinement)，亞像素是其中的一種方法。10雙目立體視覺三維測(cè)量原理(Triangulation)雙目立體視覺三維測(cè)量是基于視差原理。計(jì)算公式：雙目立體視覺系統(tǒng)113D坐標(biāo)計(jì)算雙目立體視覺系統(tǒng)12光軸平行模型3D坐標(biāo)計(jì)算則三維坐標(biāo)為(X/W,Y/W,Z/W).O，O’分別為相機(jī)光心，雙目視覺系統(tǒng)模型光軸會(huì)聚模型O，O’分別為相機(jī)光心，光軸會(huì)聚模型3D坐標(biāo)計(jì)算（1）光軸會(huì)聚模型3D坐標(biāo)計(jì)算（1）可以求解出X、Y、Z，在實(shí)際應(yīng)用中，由于數(shù)

4、據(jù)總是有噪聲的，可以用最小二乘法求X、Y、Z。光軸會(huì)聚模型3D坐標(biāo)計(jì)算（2）光軸會(huì)聚模型3D坐標(biāo)計(jì)算（3）兩個(gè)相機(jī)的光軸與基線形成的夾角(α1,α2)；基線是兩臺(tái)照相機(jī)物鏡光學(xué)中心的連線（B）；兩臺(tái)照相機(jī)的焦點(diǎn)(f1,f2)；光軸會(huì)聚模型3D坐標(biāo)計(jì)算（3）在△o1o2P’中有：在△PP’o1中：最終得：其中，191：雙目視覺系統(tǒng)模型2：雙目視覺系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)標(biāo)定立體匹配3D重建及后續(xù)處理主要內(nèi)容雙目立體視覺系統(tǒng)雙目系統(tǒng)標(biāo)定1：?jiǎn)蝹€(gè)攝像機(jī)標(biāo)定2：系統(tǒng)標(biāo)定攝像機(jī)標(biāo)定雙目系統(tǒng)標(biāo)定徑向畸變切向畸變雙目系統(tǒng)標(biāo)定結(jié)構(gòu)有關(guān)

5、，稱這些參數(shù)為攝像機(jī)內(nèi)部參數(shù)；M2完全由攝像機(jī)相對(duì)于世界坐標(biāo)系的方位決定，稱為攝像機(jī)外部參數(shù)，確定某一攝像機(jī)的內(nèi)外參數(shù)，稱為攝像機(jī)定標(biāo)。只與攝像機(jī)內(nèi)部雙目系統(tǒng)標(biāo)定用兩個(gè)攝像機(jī)同時(shí)觀察周圍環(huán)境，如果外參數(shù)分別用R1、t1與R2、t2表示，則R1、t1表示C1攝像機(jī)與世界坐標(biāo)系之間的相對(duì)位置，R2、t2表示C2攝像機(jī)與世界坐標(biāo)系的相對(duì)位置。對(duì)任意點(diǎn)P，如它在世界坐標(biāo)系、C1坐標(biāo)系與C2坐標(biāo)系下的非齊次坐標(biāo)分別為Xw、Xc1、Xc2，則兩個(gè)攝像機(jī)之間的幾何關(guān)系可以用以下R和t表示：251：雙目視覺系統(tǒng)模型2：雙目視覺

6、系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)標(biāo)定立體匹配3D重建及后續(xù)處理主要內(nèi)容雙目立體視覺系統(tǒng)立體匹配主要難點(diǎn)立體匹配主要難點(diǎn)立體匹配主要難點(diǎn)立體匹配主要難點(diǎn)立體匹配約束條件匹配的約束條件，就是根據(jù)所選匹配基元將現(xiàn)實(shí)物理世界的某些固有屬性表示成匹配所必須遵循的若干規(guī)則，用以提高系統(tǒng)的去歧義匹配能力和計(jì)算效率。優(yōu)良的匹配算法口引應(yīng)能充分利用盡可能多的輔助信息或者約束條件來(lái)提高匹配的質(zhì)量。1：唯一性約束也就是說(shuō)一幅圖像上的一個(gè)像素在另一幅圖像上最多只能對(duì)應(yīng)第二幅圖像中的一個(gè)像素。例外情況是存在遮擋條件下，將不存在對(duì)應(yīng)點(diǎn)。這條約束條件是立體

7、匹配必須滿足的。立體匹配約束條件2．連續(xù)性約束(ContinueConstraint)物體表面一般都是光滑的，因此物體表面上各點(diǎn)在圖像上的投影是連續(xù)的，其視差也是連續(xù)的。但是，由于遮擋問題，在物體邊界處，比如邊界兩側(cè)的兩個(gè)點(diǎn)，連續(xù)性約束并不成立。3．相似性約束(FeatureCompatibilityConstrain)物體表面上一點(diǎn)在兩幅或多幅圖像上的投影在某些物體度量上(如灰度，灰度梯度變化等幾何形狀上)具有相似性。比如空間某一個(gè)點(diǎn)在一條直線上，它在圖像中的投影也應(yīng)該在一條直線上。像。此約束限制了尋找對(duì)應(yīng)點(diǎn)

8、時(shí)的搜索范圍。立體匹配約束條件4．順序一致性約束(OrderingConstraint)因?yàn)閳D像是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的投影，因此假如在現(xiàn)實(shí)世界中，P點(diǎn)在Q點(diǎn)的左邊，則在圖像上，P點(diǎn)仍然在Q點(diǎn)的左邊。但是，如果視點(diǎn)的方位變化很大，這個(gè)約束條件可能不被滿足。5．互對(duì)應(yīng)約束(MutualCorrespondenceConstraint)假設(shè)搜索從左圖像點(diǎn)足開始，找到右圖像上對(duì)應(yīng)的點(diǎn)斥。如果任務(wù)反過來(lái)