雙目視覺測量系統(tǒng)誤差分析與控制.pdf

1、在計算機視覺領(lǐng)域，如何利用兩張照片恢復照片上的三維信息占有重要地位。這種利用計算機技術(shù)模仿人類視覺的技術(shù)被稱為雙目視覺技術(shù)，雙目視覺技術(shù)在機器人技術(shù)，目標物體的自動跟蹤，事故現(xiàn)場場景恢復以及三維重建過程中被得到廣泛應用。
　　 人類的大腦用兩只眼睛獲取圖像，圖像經(jīng)過大腦加工在大腦中形成物體的三維信息。雙目視覺利用兩個攝像頭模仿人的兩只眼睛，兩個攝像頭獲取兩幅或者更多張同一場景的照片，在計算機中根據(jù)雙目視覺理論還原出場景的三維信息

2、。基于幾何理論的雙目視覺體系的基本理論是針孔模型，從針孔模型理論中發(fā)現(xiàn)，僅僅從一副圖像上是無法確定場景中物體的三維信息的。只有存在兩個不同的空間某點的成像點，才可以計算出空間中某點的深度信息（按照雙目視覺理論，計算出空間中某點的深度信息就能計算出某點的三維坐標）。這種利用空間中某點的兩個或者多個成像點恢復點的空間深度信息的方法叫做立體視覺方法，而立體視覺的過程就稱為三維重建。三維重建包含很多工作，其中包含圖像獲取，特征點匹配，攝像機標定

3、等工作，每一步驟都對三維重建產(chǎn)生深刻的影響。三維重建技術(shù)在理論上日臻趨于成熟，但是在實際應用中總是由于會出現(xiàn)匹配誤差，標定誤差的原因?qū)е轮亟ńY(jié)果誤差較大。因此，在實際應用中控制三維重建過程中的每個步驟中的誤差是關(guān)鍵。
　　 本文對基于雙目視覺的三維測量系統(tǒng)進行了討論，著重分析了三維測量系統(tǒng)中誤差產(chǎn)生的原因以及誤差與三維測量中各個變量之間的關(guān)系。在雙目視覺測量系統(tǒng)中，測量誤差對測量結(jié)果影響很大。誤差一般分為兩類，一類是由標定產(chǎn)生的

4、誤差，一類是在測量過程中產(chǎn)生的誤差。本文假定標定的結(jié)果準確，主要討論在實際三維測量過程中，影響測量結(jié)果精度的因素以及各個因素對精度的影響程度。根據(jù)世界坐標系中的點在CCD上的投影點和理想值之間的偏差，在理論上分析了焦距、攝像機基線距離、攝像機光軸夾角以及被測物體到攝像機的深度與測量誤差之間的關(guān)系，并在實驗中驗證了系統(tǒng)參數(shù)對測量結(jié)果精度的影響。本文的研究目的旨在實際應用中指導用戶如何設(shè)置相機才能減少誤差，使得測量的結(jié)果滿足所需的精度需求。