基于鱼眼镜头的双目立体视觉匹配算法的研究

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目基于鱼眼镜头的双目立体视觉匹配算法的研究作者姓名熊文莉学科专业模式识别与智能系统指导教师李雅倩副教授2016年5月中图分类号：O439学校代码：10216UDC：535.3密级：公开工学硕士学位论文基于鱼眼镜头的双目立体视觉匹配算法的研究硕士研究生：熊文莉导师：李雅倩副教授申请学位：工学硕士学科专业：模式识别与智能系统所在单位：电气工程学院答辩日期：2016年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinPatternRecognitionandIntelligentSystemTH

2、ERESEARCHOFSTEREOMATCHINGALGORITHMSFORTHEBINOCULARVISIONBASEDONFISHEYELENSbyXiongWenliSupervisor:ProfessorLiYaqianYanshanUniversityMay,2016燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于鱼眼镜头的双目立体视觉匹配算法的研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人

3、和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《基于鱼眼镜头的双目立体视觉匹配算法的研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文

4、属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要双目立体视觉技术根据立体图像对获取场景的三维信息。由于该技术测距时，无需接触便可以得到丰富的信息，因此被广泛应用到工业检测、机器人导航、海底勘探等领域。基于鱼眼镜头的双目立体视觉系统，与传统双目立体视觉相比，在实时获取大视场图像信息方面有着无可比拟的优势。立体匹配是双目立体视觉中最关键的步骤，匹配的精度与速度决定了双目立体视觉技术的实用性与价值。本文以鱼眼双目立体视觉系统为研究对象，针对鱼眼图像变形严重，匹配难度大的问题，提出了适合未经矫正的鱼眼图像的匹配算

5、法。本文将从以下几个方面展开论述：(1)本文首先介绍了课题的研究背景和意义；国内外基于鱼眼镜头双目立体视觉研究现状以及存在问题；通过分析常规图像立体匹配的匹配框架，确定了本文的研究内容。(2)针对鱼眼镜头非线性成像原理造成传统极线约束不再适用，对应点的搜索范围不易确定，图像匹配难度增大这一问题，提出了一种基于极曲线几何的鱼眼图像匹配算法。首先介绍了鱼眼镜头的成像模型，并建立了基于鱼眼镜头的平行双目立体视觉系统；然后，根据鱼眼双目视觉模型，推导了鱼眼图像的3D和2D极曲线方程；最后根据推导的极线方程，利用动态规划算法实现了鱼眼图像的稠密匹配。实验结果证明

6、，该算法能够得到较好的稠密视差图。(3)针对鱼眼图像变形严重，传统匹配窗口内容对应性差造成匹配代价存在较大偏差这一问题，提出了一种适用于鱼眼图像立体匹配的支持邻域计算法。首先，在分析了平行鱼眼双目立体视觉模型成像特点的基础上，以待匹配像素点对应的空间点为中心，选取一个空间邻域；然后，计算左右图像中该空间邻域在不同视差条件下的表达式；最后，利用计算得到的支持邻域计算匹配代价，完成鱼眼图像的立体匹配。实验结果表明，利用本文提出的方法确定的支持邻域计算匹配代价，提高了鱼眼图像的匹配准确度。关键词：双目立体视觉；鱼眼镜头；立体匹配；极线曲线方程；支持邻域I燕山

7、大学工学硕士学位论文AbstractBinocularvisiontechniqueisusedtoget3Dinformationbasedonimagepair.Sincethistechniquecangetawealthofinformationwithouttouch,ithasbeenwidelyappliedinindustrialdetection,robotnavigationandoceanexploration,etc.Comparedwithtraditionalbinocularvision,fisheyebinocularv

8、isionsystemhasadvantageingettingimageinformatio