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1、基于雙目立體視覺的距離測量-----------------------Page1-----------------------基于雙目立體視覺的距離測量摘要立體視覺技術是機器人技術研究中最為活躍的一個分支，是智能機器人的重要標志。雙目立體視覺是通過對同一目標的兩幅圖像提取、識別、匹配和解釋，重建三維環(huán)境信息的過程。主要包括：視頻捕獲、攝像機定標、圖像預處理和特征提取、立體匹配以及三維重建。通過對雙目立體視覺技術的進一步研究，對多目視覺具有重要的啟發(fā)，為解決智能移動機器人、工業(yè)裝配機器人、家用機器人、公共服務機器人
2、的視覺問題奠定良好的技術基礎。計算機立體視覺的主要研究內容是由多幅二維的平面圖像恢復出被攝物體的三維坐標，而其中基于兩幅圖像的雙目視覺技術則是一個研究熱點。雙目立體視覺的基本原理是模仿人眼與人類視覺的立體感知過程，從兩個視點觀察同一景物，以獲取不同視角下的感知圖像，通過三角測量原理計算圖像像素間的位置偏差，以獲取景物的三維信息。一個完整的雙目視覺系統(tǒng)通?？煞譃閳D像獲取、攝像機標定、特征提取、立體匹配、目標定位和深度圖生成等六大部分。本論文主要是圖像特征提取、立體匹配這兩方面的內容展開研究。首先根據(jù)選擇的立體視覺成像
3、系統(tǒng)模型闡述了立體視覺測距的基本原理。其次，對圖像特征提取等預處理方法進行詳盡地分析，通過實例對算法進行實驗。同時，對圖像匹配問題涉及的內容包括圖像匹配方式、質量控制策略等進行了總結。最后，以特征提取與圖像匹配研究為基礎，針對不同類型的立體圖像提出了基于圖像邊緣特征和圖像興趣點的匹配方法。關鍵詞：立體視覺攝像機定標特征提取立體匹配深度圖-----------------------Page4-----------------------長春理工大學碩士學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的碩士學位論文，《基于雙目
4、立體視覺的距離測量》是本人在指導教師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經注明引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。作者簽名：整壟三!顯年—王月—絲日長春理工大學學位論文版權使用授權書本學位論文作者及指導教師完全了解“長春理工大學碩士、博士學位論文版權使用規(guī)定”，同意長春理工大學保留并向國家有關部門或機構送交學位論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權長
5、春理工大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，也可采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編學位論文。作者簽名：壘壟絲2旺月魚日-----------------------Page5-----------------------第一章緒論§1．1引言視覺是人類觀察世界、認知世界的重要功能手段，人類感知外部世界主要通過視覺、觸覺、聽覺和嗅覺等感覺器官，其中80％的信息是由視覺獲取的，機器視覺是人類利用計算機實現(xiàn)人的視覺功能一對客觀世界三維場景的感知、識別和理解，機器視覺是一個相當新而且發(fā)展迅速的研
6、究領域，機器視覺技術正廣泛地應用于各個方面，許多人類無法感知的場合，如危險場景感知等，機器視覺更突顯其優(yōu)越性。機器視覺屬于影像的重構技術，具有非接觸性測量、實施簡易的特點，具有廣闊的應用前景，是有待于進一步開發(fā)的領域。計算機視覺被認為是計算機科學和人工智能的一個分支，計算機視覺就是用機器代替人的眼睛和大腦，對客觀世界進行感知和解釋的技術。該系統(tǒng)的首要目標是使計算機具有通過一幅或者多幅二維圖像認知周圍的三維環(huán)境信息的能力。這種能力不僅可以使計算機能夠感知三維環(huán)境中物體的幾何信息，并且能夠對它們進行描述、存儲并使用圖像
7、來創(chuàng)建和恢復現(xiàn)實世界模型，從而達到認知現(xiàn)實世界的目的。因此，自從計算機視覺這門科學出現(xiàn)以來就成為計算機科學的重要研究領域之一并且發(fā)展十分迅速?，F(xiàn)實世界中的物體都是三維的，人眼所獲得的景物圖像卻是二維的，但是人類的視覺系統(tǒng)能夠很容易地從二維圖像中感知三維世界，獲得三維世界的信息。機器人視覺的研究目標就是使機器人具有通過一幅或多幅圖像認知周圍環(huán)境信息的能力。這種能力不僅使機器人能感知環(huán)境中物體的幾何信息，如其形狀、位置、姿態(tài)、運動等，而且能對它們進行描述、存儲、識別與理解。機器人視覺系統(tǒng)的基本結構如圖1．1所刁隋。圖像
8、低層處理位置與形狀物體描述圖1．1機器人視覺系統(tǒng)基本結構-----------------------Page6-----------------------§1．2國內外研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢§1．2．1國內外研究現(xiàn)狀立體視覺的開創(chuàng)性工作是從60年代中期開始的。70年代末，Marr創(chuàng)立的視覺計算理論對立體視覺的發(fā)展產生了巨大影響，現(xiàn)已形成了從圖像獲取到最終的景
