基于雙目視覺的三維重建與姿態(tài)估計(jì)的研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，人們開始提出智能工業(yè)，智慧工業(yè)的要求。三維重建作為計(jì)算機(jī)視覺的一個(gè)研究分支，在我們的生產(chǎn)生活中一直占有一席之地，人們利用計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)的特點(diǎn)提高了生產(chǎn)的柔性和并增加了生產(chǎn)的自動(dòng)化程度，將人們從那些不適合于人類作業(yè)的危險(xiǎn)工作環(huán)境中解放出來。在人工視覺難以滿足需要的的場(chǎng)合，人們利用機(jī)器視覺來替代人工視覺來完成一些困難的任務(wù)。在實(shí)際的應(yīng)用中，三維重建技術(shù)常常被應(yīng)用于航空航天事業(yè)，利用三維重建技術(shù)對(duì)飛機(jī)，火箭，衛(wèi)星等飛行器進(jìn)行三

2、維姿態(tài)估計(jì)，因?yàn)樵谔盏恼婵窄h(huán)境中，人工視覺很難發(fā)揮作用，所以此時(shí)我們利用機(jī)器視覺來輔助人類控制飛行器姿態(tài)，保證它們能正常工作。
　　正是由于從計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)中，人們可以快速獲取大量信息，而且這些信息可以被自動(dòng)處理并易于同加工控制信息集成。因此，在現(xiàn)代的智能工業(yè)應(yīng)用中，人們將機(jī)器視覺系統(tǒng)廣泛地用于質(zhì)量控制，工業(yè)測(cè)控，姿態(tài)估計(jì)等領(lǐng)域。
　　在三維重建領(lǐng)域，雙目立體視覺的研究一直是三維重建技術(shù)中的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。使用雙目立體視覺系統(tǒng)

3、可以確定任意物體的三維輪廓，并且可以得到輪廓上任意點(diǎn)的三維坐標(biāo)。因此雙目立體視覺系統(tǒng)可以應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域，大到航空航天事業(yè)中的衛(wèi)星，航天器的姿態(tài)估計(jì)，小到現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中人臉，人體的細(xì)節(jié)重建。
　　雙目立體視覺同時(shí)也是計(jì)算機(jī)視覺的一種重要形式，它是一種基于視差原理，從多幅圖像中獲取物體三維幾何信息的方法。從一般意義來講，雙目立體視覺系統(tǒng)利用兩臺(tái)攝像機(jī)，從不同角度同時(shí)獲得參照物的兩幅數(shù)字圖像，也可以通過單個(gè)攝像機(jī)，在不同時(shí)刻、不同角度獲得參

4、照物的兩幅數(shù)字圖像，然后根據(jù)視差原理計(jì)算出物體的三維幾何信息，并重建參照物的三維輪廓和位置。
　　本文以雙目視覺技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行三維重建，對(duì)三維重建的兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：攝像機(jī)標(biāo)定、立體匹配做了仔細(xì)的研究并提出了改進(jìn)：在攝像機(jī)標(biāo)定環(huán)節(jié)，利用Matlab標(biāo)定工具箱與OpenCV相結(jié)合的方式，先對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行單目標(biāo)定，再將兩個(gè)攝像機(jī)的單目標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行雙目標(biāo)定，對(duì)標(biāo)定流程進(jìn)行了完善。在立體匹配環(huán)節(jié)，本文分析了BM，SGBM，GC匹配算法的性能，并