探析基于双目立体视觉的三维重建方法研究

《探析基于双目立体视觉的三维重建方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：U4910710一S06241228壤乎太淫硕士学位论文基于双目立体视觉的三维重建方法研究党乐导师姓名职称贺昱曜教授申请学位级别工学硕士学科专业名称交通信息工程及控制论文提交日期2009年4月12日论文答辩日期2009年5月12日学位授予单位长安大学答辩委员会主席学位论文评阅人巨永锋教授闰茂德副教授孙弋副教授摘要计算机视觉是一门涉及人工智能、计算机科学、图像处理和模式识别等诸多领域的交叉学科。其中的双目立体视觉由于直接模拟了人类双眼视觉的生理构造，且具有尺寸小、成本低、功耗小和效率高等优良特性，因此在空间物体的三维

2、测量等领域有广阔的应用前景，对双目立体视觉的研究也已经成为当今世界最热门的研究课题之一。本文以双目立体视觉对工件进行三维重建为背景，针对双目立体视觉实际应用技术中的图像获取、摄像机标定、图像预处理、立体匹配和三维重建等重点问题进行了研究。本文主要工作如下：1．通过研究摄像头硬件原理和对摄像头进行的各种测试，选择了实验用高性能摄像头，设计并制作了双目视觉实验机构，最终组建了双目立体视觉实验系统。2．制作了高精度的相片标定模板，并且在Jean．YvesBouguet摄像机标定工具箱的基础上，提出了一种二次标定的方法并进行了标定

3、实验，实现了对双目立体视觉系统的低成本、高精度标定。3．提出了一种双目视觉图像对四步预处理方法，该方法能有效的去除图像噪声，平衡左右图像对的亮度差异，增强图像的边缘和细节。4．深入研究了SIFT特征匹配算法的原理，并且进行了大量的SIFT特征匹配实验，制作了针对SIFT算法的匹配图像模板。在立体匹配过程中，将极线约束与SIFT特征匹配相结合，实验证明该方法可以较好的实现立体匹配，提高匹配精度。5．最后，利用双目立体视觉实验系统，完成了包括立体图像对的获取、摄像机标定、图像预处理、立体匹配和三维重建等步骤的完整双目立体视觉实

4、验，验证了利用双目立体视觉进行工件三维重建的可行性，达到了预期效果。关键词：双目立体视觉，摄像机标定，四步法图像预处理，SIFT立体匹配，三维重建AbstractComputervisioninvolvesartificialintelligence，computerscience，imageprocessing，patternrecognitionandmanyotherinterdisciplinaryfields．Binocularstereovisiondirectlysimulatesthephysicalstr

5、uctureofhumaneyes，haschoicenesscharacteristicssuchassmallinsize，lowcost，littlepowerconsumptionandhighefficiency．Binocularstereovisionhasbroadapplicationinthefieldofthree-dimensionalmeasurements．Theresearchonbinocularstereovisionhasbecomeoneoftheworld’Smostpopularr

6、esearchtopics．Thispaperisfocusonworkpiece’S3Dreconstructionbasedonbinocularstereovision，itincludestheresearchonimageacquisition，cameracalibration，imagepre-treatment，stereomatchingand3Dreconstruction．Thispaper’Smainworksareasfollows：1．Choosethecamerabystudyinghardw

7、areprincipleofcameraandmakingnumbersofexperiments．Designandproduceabinocularvisiontestbody,finallybuildanexperimentalsystemofbinocularstereovision．2．Makeahigh—precisioncalibrationtemplatebyphotowash．BasedonJean—YvesBouquet’Scameracalibrationtoolbox，presentamethodo

8、ftwo-stepcalibrationwhichrealizelow—costandhigh-precisioncalibrationofbinocularstereovisionsystem．3．Afour-stepimagespre—treatmentmethodispresented．Itcan