基于双目立体视觉的三维测距关键技术研究.pdf

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1、CIassifiedIndex：TP391U．D．C：004．8SouthwestUniversityofScienc(andTechnologyenceechnovOt3ClMasterDegreeThesiSResearchonKeYTechnoIogyofThree—dimensionaIMeasurementbasedonBinocuIarStereoViSionGrade：Candidate：AcademiCDegreeAppIiedfor：Speciafity：Supervisor：Jun．07，2011Ch

2、enghuiXuMasterCircuitsandSystemsProfessorGuihuaLiu2014独创性声明本人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，除了文中特别加以标注和致谓}的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：译承鸶日期：Ⅺ／中．乐7关于论文使用和授权的说明本人完全了解西南科技大学有关保留、使用学

3、位论文的规定，即：学校有权保留学位论文的复印件，允许该论文被查阅和借阅；学校可以公布该论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定)一晦嘴新繇西咐⋯枷7西南科技大学硕士研究生学位论文第1页摘要双目立体视觉是计算机视觉研究领域的重要分支之一。由于它可以直接模拟人类视觉系统的方式感知客观世界，而被广泛应用于机器人导航与航测、三维非接触式测量及虚拟现实等领域。因此，对基于双目立体视觉的三维测距中的关键技术进行研究，具有一定的理论价值和十分重要的现实意义。本文作者在双目立体

4、视觉原理的基础上，对三维测距中的摄像机标定、立体匹配和非特征点三维测距等关键技术进行了理论研究和实验验证。在对传统摄像机标定方法进行分析的基础上，本文采用基于棋盘平面方格的半自动摄像机标定方法对双目视觉系统进行标定。实验结果表明该标定方法灵活、操作简单，且能满足实验精度的要求。在对双目立体视觉匹配原理进行分析的基础上，本文分别针对基于特征点和基于区域的两种匹配技术进行了研究和改进。实验结果表明采用基于特征点的匹配技术可以获取精确匹配点对，而对区域匹配中搜索窗口的改进可以提高搜索效率。双目立体视觉一般只能对匹配特征点进行测

5、距，但在实际应用中，往往需要获取更多的距离信息。因此本文在特征点匹配和人机交互的基础上，设计了一种非特征点双目测距方案。实验结果表明该方案能任意选取图像上的非特征点进行三维距离测量，具有精度高、速度快和操作性强等优点。此外，本文对三维点云测距技术也进行了简单的扩展性研究。关键词：双目立体视觉摄像机标定立体匹配三维测距西南科技大学硕士研究生学位论文第ll页AbstractBinocularStereovisioniSanimportantbranchofcomputervision．Becauseltcouldpercei

6、vetheobjectiveworldbysimulatinghumanvisionsystem，whichiswidelyappliedintomanyfields，suchasrobotnavigation，aerialsurvey，three-dimensionnon—contactmeasurementandvirtualreality．Soithasimportanttheoryvalueandrealsignificanttostudyonsomeissuesofthree-dimensionreconstr

7、uctionfrombinocularstereovision．Focusingoncameracalibration，matchingalgorithmandthree—dimension—almeasurementaboutnon—featurepoint，theauthorhasdoneamountofresearchesandexperiments．Onthebasisofthetraditionalcameracalibrationmethods，asemi·autocameracalibrationmetho

8、dbasedonaplaneplaidwasproposed．SeveralexperimentresultsshowthattheproposedcalibrationmethodisfeasibleandCansatisfytheaccuracy．Thebasicprincipleofbinocularstere