基于双目视觉的三维重建方法研究

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1、分类号巧巧１＆开：密级：ＵＤＣ：单位代码；１０１４２床復Ｊｉ少、寒硕去学位论文基于双目视觉的Ｓ维重建方法研究磯２０１巧６１学号，魏菊锦作者：信号与信息、处￥里学科名称：２０１６年０２月２６日沈阳工业大学硕士学位论文基于双目视觉的三维重建方法研究ResearchonThree-DimensionalReconstructionBasedonBinocularStereoVision作者：魏菊锦单位：信息科学与工程学院指导教师：郭莹副教授单位：沈

2、阳工业大学协助指导教师：单位：单位：论文答辩日期：2016年02月26日学位授予单位：沈阳工业大学独创性说明本人郑重声明；所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方夕ｂ论文中不包含其他人己经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得沈阳工业大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名；碑日期；２＇２＾关于学位论文使用授权的说明本学位

3、论文作者和指导教师完全了解沈阳工业大学有关保留、使目用学位论文的规定，Ｐ；学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权沈阳工业大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流，可！＾采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。（保密的论文在解密后应遵循此规定）帮帝山七＾签名；屬為导师签名；日撕＾乂作摘要随着计算机科学领域的快速发展，机器视觉代替人眼去完成对物体的判断和测量并实现物体信息的三维重建已经成为了

4、一个热门的研究方向。基于双目视觉的三维重建方法研究是利用两个摄像机从不同的角度对物体进行观察，利用立体匹配的结果计算出图像特征点位置的偏差，最终根据三角测量原理获取物体的深度信息，实现三维重建。其基本流程主要包括图像采集、摄像机标定、图像预处理、立体匹配、三维重建。本文首先完成了双目视觉的硬件平台搭建，介绍了双目视觉的数学模型。在图像采集方面，利用已搭建好的视觉平台并充分考虑了光照强度和目标物体特征等情况下完成了多组图像采集。在摄像机标定方面，根据非线性摄像机的成像模型原理，利用张正友平面模板标定方法计算出了

5、摄像机的内参数、外参数以及畸变系数，为后续的处理做好了准备。在图像平滑方面，重点介绍了高斯滤波法和中值滤波法，并对图像平滑和中值滤波进行了实验对比；在边缘检测方面，对Roberts算子、Prewitt算子、Sobel算子、Log算子、Canny算子做了分析，并通过了实验进行了对比。在特征点提取方面，本文对传统的SURF算法进行了改进，主要通过对传统SURF算法检测到的特征点进行信息量约束和距离约束，去掉了一些信息含量较少、距离相对较近的特征点，使得提取的特征点个数适中，消除了特征点聚集现象。在特征点匹配方面，

6、根据改进的SURF算法提取的特征点采用近邻匹配算法完成匹配，通过对三类不同的目标物体在两种不同条件下与传统SURF算法的对比结果表明，本文改进的SURF算法对亮度的变化具有一定的鲁棒性，匹配准确度和匹配所需要的时间优于传统的SURF算法，在检测到大量特征点的同时，能够有效的去掉一些信息量较少以及容易产生聚集现象的特征点。在三维重建方面，根据三维重建原理，计算得到物体的三维坐标，并最终生成了物体在三维空间中的深度图。关键词：双目视觉，摄像机标定，图像预处理，立体匹配，三维重建IAbstractWiththera

7、piddevelopmentofcomputerscience,ithasbeenahotresearchdirectionthatmachinevisionreplacedthehumaneyetocompletethejudgmentandmeasurementofobjectsandrealizethethree-dimensionalreconstructionoftheinformation.Basedonbinocularvision,themethodofthreedimensionalreco

8、nstructionusestwocamerastoobservetheobjectfromdifferentanglesandutilizestheresultsofstereomatchingtocalculatethedeviationoftheimagefeaturepoints.Finally,theobjectdepthinformationisobtainedtorealizethet