双目立体视觉建立深度图_双目立体视觉测量系统应用
雙目立體視覺是計算機視覺的一個重要分支,利用計算機技術模擬人類視覺原理,使用計算機被動感知距離的方法,從兩個或者多個點觀察同一個物體的場景,獲取在不同視角下的圖像。
根據圖像之間像素的匹配關系,通過三角測量原理計算出空間點在兩幅圖像中的偏移來獲取物體的三維信息。得到了物體的實際景深信息,就可以計算出物體與相機之間的實際距離,物體三維大小,兩點之間實際距離。
雙目立體視覺測量方法具有效率高、精度合適、系統結構簡單、成本低等優點,非常適合于制造現場的在線、非接觸產品檢測和質量控制。雙目立體視覺系統是計算機視覺的關鍵技術之一,獲取空間三維場景的距離信息也是計算機視覺研究中最基礎的內容。
相比其他的立體視覺測量、跟蹤方法,如透鏡板三維成像、投影式三維顯示、全息照相術等。雙目立體視覺測量方法直接模擬人類雙眼處理景物的方式,可靠簡便,在許多領域均極具應用價值,如微操作系統的位姿檢測與控制、機器人導航與航測、三維測量學及虛擬現實等。
在機器視覺應用中,雙目立體視覺系統一般由雙攝像機從不同角度同時獲得被測物的兩幅數字圖像,或由單攝像機在不同時刻從不同角度獲得被測物的兩幅數字圖像,并基于視差原理恢復出物體的三維幾何信息,重建物體三維輪廓及位置。
各種雙目視覺系統結構各有優缺點,這些結構適用于不同的應用場合。對要求大測量范圍和較高測量精度的場合,采用基于雙攝像機的雙目立體視覺系統比較合適。對測量范圍要求比較小,對視覺系統體積和質量要求嚴格,需要高速度實時測量對象,基于光學成像的單攝像機雙目立體視覺系統便成為最佳選擇。
視覺系統的安裝方法影響測量結果的精度,基于雙攝像機的雙目立體視覺系統必須安裝在一個穩定的平臺上,在進行雙目視覺系統標定以及應用該系統進行測量時,要確保攝像機的內參(比如焦距)和兩個攝像機相對位置關系不能夠發生變化,如果任何一項發生變化,則需要重新對雙目立體視覺系統進行標定。
雙目立體視覺標定時,需要采用高精度的標定模板、完善的攝像機標定數學模型,在復雜的背景環境下實現系統的現場標定。通過左右圖像中特征點的圖像坐標,和雙目測量的原理,實現特征點在三維空間坐標和姿態的測量。
雙目立體視覺的研究一直是機器視覺中的熱點和難點,使用雙目立體視覺系統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在機器視覺領域有著廣泛的應用前景。
雙目立體視覺系統的應用領域非常廣泛,為了能夠將這些技術應用在實際的工程中,需要盡可能提高算法的效率與精度。通過圖像校正立體視覺系統的方法,簡化立體匹配的復雜度,通過濾波、分類器、幾何變換等高效的方法,提高算法處理速度和精度。
總結
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