双目视觉立体匹配算法研究

1、东北大学硕士学位论文双目视觉立体匹配算法研究姓名:唐麟申请学位级别:硕士专业:模式识别与智能系统指导教师:徐心和20060201 东北大学硕士学位论文第二章摄像机标定卅吒屯cot臼0土vnsin口”001雕;i莩卜d。口,cot0“o0旦vnsin口”lOX?I 互1(2.52:2.4归一化的投影关系由于第四章提到的本质矩阵中会提到所谓的归一化投影关系,这里先介绍一下。当口=90。时,式(2.5可以写成zcK÷o。dXo÷v0dVO O 1f qol0口,Vol 01雕;|XtKz=1龀.em a,=丢,=丢我们将式(2.7定义的坐标(,只,11称为归一化的图像坐标:r。a

2、,o“。-1“州:?”由式(2.6和(2.7可以得到由式(2.8得到H1000互忖一?。0jxcI Zc1(2.6(2.7(2.8x。2等',:兰z。J见,使用州。化蝰标,年¨、圳I设缀像机焦距等r 1。在一些文献的摊导-h似以匕乏O 0O O O1OlOl O OOO l 0r ,O,OO 东北大学硕士芋位论文第三章双目视觉个窗口显示的是通过图像处理,识剧出小球,并找到球心,将球心标出的图像;程序界面的右部是埘摄像机的控制和摄像机内参和外参的设置;程序界面的最下面是处理得到球在世界坐标系中的坐标值,单位是毫米。图3t3中的最大误差是ll毫米。因为试验是在较为复杂的环境中做的

3、,面对众多的扰因素,图像处理的效果会有影响,检测到的图像中小球的球心就会有影响,因此有时候可能会达到20毫米的误差(相对F1米的实际距离。影响这个双日视觉系统精度的因素是对用于双目视觉的摄像机的标定精度和目标点在图像中的坐标的位置检测精度。 图3.3双H视觉在VC和Pc平台上开发的演示程序3.8小结本章中用一个简单的基于小车的双目视觉系统为例讲述了双目视觉的基本理论和需要注意的问题。本章巾的笑键技术是视频流捕捉、图像处理、用双目视觉算法实现空间点的定位等理论。本章通过以个为红色小球定位的莽f小车的般目视觉系统为例子,对舣目视觉中所涉及的基础理论和关键技术进行了介绍,包括摄像机标定、视频流捕捉、

4、图像处理、双目视觉实现窄问的定位和坐标系的转换等内容。东北大学硕士学位论文第四章立体视觉中双摄像机几何关系第四章立体视觉中双摄像机几何关系4.1引言本章的研究内容是立体视觉中双摄像机的几何关系,本章的工作是为第六章的未标定图像的立体匹配做理论基础。4.2对极几何(Epipolar Geometry同一世界坐标系下的同一物体的图像问存在一种几何上的对极约束关系。对极几何就是研究两幅图像之间存在的几何关系。它和场景结构无关,只依赖于摄像机的内外参数。在立体视觉中,可以利用图像点的匹配来恢复这种关系。反过柬,可以利用这种关系来约束匹配,使得对应点的搜索范围由二维平面降低到对应一维对极线,使得匹配的鲁

5、棒性、精度都得到很大的提高。考虑空间上一点P,其在光心为O的摄像机上成像点为P,在光-13为的摄像机上成像点为P。P,P,P,O和01这5个点在由两条相交光线OP和0P定义的平面上,这个平面称为对极平面(epipolarplane。特别的,点P位于直线,上,而直线,。是对极平面和第二个摄像机的视平面兀1的交线。直线,。是与点p相关联的对极线(epipolar line,它经过点e。e。是连接两个光学中心O和O的基线(baseline和平面玎的交点。同样,点P位于与点P关联的对极线,上,且浚对极线经过基线与平面n的交点e。 幽41对檄儿何:空间上一点尸.两个摄像机的光心0和D,点P的两个像点p和p付rI叫、F面I.F19.41Epipolar geometry:17he point尸,the optical centers O and Oof th