基于几何约束的双目测距技术研究

双目测距是一种重要的机器视觉技术,常用于机器人定位与导航任务。立体匹配在双目视觉中占有重要的作用,文章基于构建的双目立体视觉系统,提出了一种基于几何约束的物体三维坐标测量方法。首先利用立体标定技术实现了对图像的畸变矫正,并对实时拍摄的左右图像进行ORB特征匹配,以检测图像中物体的特征点对。算法对估计的初始ORB特征点进行RANSAC模型估计,去除误匹配点对应。之后基于点对应之间的距离与斜率对其进行几何关系度量,利用几何约束进一步滤除匹配误差较大的点对应。实验结果说明该算法能有效降低特征的误匹配率,提高了双目测距的准确性与鲁棒性。     

双目立体视觉匹配技术现状与发展

双目立体视觉技术是计算机视觉重要的研究领域,如今的应用也愈发广泛,其中在精密测量上起到的作用不可或缺。匹配技术在双目测量中尤为关键。本文从立体匹配技术的现状出发,介绍了现阶段匹配技术运用的主要方式和关键算法,以基于基元的匹配算法入手,对该技术的发展趋势进行展望。通过对比各算法的优缺点,获得对匹配技术的进一步了解,为未来进行双目视觉测量的应用提供理论依据。     

一种高精度的对极几何恢复方法的研究

在分析平行双目立体视觉系统的对极几何问题的基础上,提出了采用普通标定板实现图像角点对自动准确匹配的方法,并对对极几何进行了高精度的恢复.给出了角点检测算法、退化问题的避免措施以及基于秩2约束的基础矩阵迭代优化求解的方法.试验结果证明所提出的方法有效可行,有助于提高后续立体匹配的准确率与三维重建的精度.     

双目摄像机标定及校正算法

双目立体视觉是计算机视觉领域的重要组成部分,其包括相机标定、立体校正、立体匹配和三维重建等相关内容。该文针对传统的相机标定方法对实验环境要求高、结果精度低以及鲁棒性差等问题,提出了一种采用张正友棋盘格标定法结合MATLAB标定工具箱的方法对相机进行标定及校正。该算法既考虑了畸变因素的影响,又对标定参数做了非线性优化,标定方法简单方便,且标定结果的准确度较高。     

双目系统中图像随机噪声的分析

图像立体匹配的精度是保证双目系统测量准确性的重要因素，也是系统研制过程中需要解决的难点问题。对影响双目系统中图像立体匹配精度的随机噪声建立了一种局部统计量符合高斯分布的简化统计模型，基于这个噪声模型设计了滤波方案。实验表明，滤波后图像立体体匹配的精度优于1／4像素。     

立体匹配算法研究综述

双目立体视觉的主要任务是通过2台位于不同位置的摄像机拍摄同一场景得到2幅视图,然后计算视差并获取3维数据信息。立体匹配是双目立体视觉中的关键环节,它利用2幅或者多幅匹配后的图像获取视差进而得到深度信息。本文通过分析国内外对双目立体匹配算法的研究,对立体匹配算法进行介绍,以全局匹配算法和局部匹配算法为对象作详细阐述,最后对各种算法的特性进行比较,并作出总结与展望。     

服务机器人新型双目视觉系统及结构参数标定的研究

构建了一种新型的满足服务机器人视觉任务需要的双目视觉系统,该系统是由一个云台(Pan/Tilt/Zoom,PTZ)摄像机和一个手眼系统组成的变基线双目配置,具有更大的视觉空间和灵活性。对该双目配置下实现目标定位的关键参数——双目结构参数的实时自标定方法进行了研究,提出了将大部分繁琐的坐标变换关系转移到离线环节标定的离线/在线二步标定算法。仿真实验表明,此方法可有效降低在线处理时对图像匹配点的数目要求,同时该双目系统对图像噪声和机械运动误差具有一定鲁棒性。     

一种深度相机与双目视觉结合的视差估计技术

对于双目视觉立体匹配算法,先验的视差范围估计是影响算法匹配效果和运行时间的重要因素。在双目视觉系统的实际应用中,匹配视图之间的视差范围通常随场景的变化而不断改变,因此需要对视图间的视差范围进行有效的自动估计。针对此问题,开发了一种双模相机,可分时采集场景的灰度图像和深度图像,该深度图像与灰度图像有相同的空间分辨力。在双目视图匹配过程中,通过引入深度图的信息,可约束每一个待匹配像素的视差范围。对于实验室内采集的普通视图对,本文方法相较以视图间视差最大、最小值为约束的方法,匹配速度提高3倍以上,匹配误差减少2%,有效提高了匹配的可靠性和普适性。     

基于图像金字塔的钢板表面深度信息提取方法

针对传统灰度匹配算法精度和实时性无法兼顾的不足,提出一种基于图像金字塔结构和归一化互相关相似度函数相结合的区域分层匹配算法,主要可控参数包括匹配窗口尺寸、匹配特征值范围、视差阈值范围、相似度阈值等,并基于双目立体视觉系统,通过双目视觉标定、等效标准极线结构的图像校正等方法,实现了钢板表面的深度信息提取,实验证明算法具有较高的精度和效率。     

基于双边滤波的快速立体匹配算法研究

立体匹配是双目立体视觉的核心问题.立体匹配算法对左、右图像进行逐像素匹配,建立对应关系,生成稠密的视差图.本文提出一种基于双边滤波的立体匹配算法.使用归一化互相关函数作为匹配的相似性测度函数,在使用双边滤波进行代价聚合的基础上,对视差的选择策略进行改进.引入置信因子判断匹配的可靠性,将匹配不可靠的像素点的位置记录下来.通过对不可靠匹配区域的代价空间进行多次滤波,将可靠匹配区域的代价信息传递给不可靠区域,最终影响不可靠匹配区域的视差选择.实验结果表明该算法能够实现快速的亚像素立体匹配.     

立体视觉曲面重建与系统误差分析

采用立体视觉空间曲面重建技术对三维曲面表面成像进行边缘提取、图像匹配、匹配点空间位置计算等步骤,得到三维曲面表面点的空间位置,利用空间点信息对三维曲面形状进行重建,恢复曲面三维形状;并讨论了立体视觉系统的摄像机分辨率、测量范围和摄像机间距等参数之间的关系.利用该方法对堆积物表面形状及体积进行测量实验结果表明,该方法能准确、快速、方便地给出三维曲面的形状.     

基于线性不变矩和角度向量的立体匹配算法

针对室内场景双目立体匹配有别于一般场景立体匹配的特殊性,提出了一种计算简便、准确度高的立体图像匹配算法.该算法首先利用canny算子检测物体的边缘,根据边缘的线性不变矩寻找出目标物体,然后提取出目标物体轮廓的特征点,利用角度直方图计算出左右图像的旋转角度,最后利用角度向量实现左右图像的对应像素点的匹配.线性不变矩有效地将计算复杂度由二维降低到一维,大大降低了计算量.角度向量的提出降低了特征点匹配的复杂度,而且计算简便,准确率高.实验表明,该算法对图像的缩放、旋转、平移均免疫,具有较高的识别精度和良好的抗干扰性,计算效率高于传统方法,有着较高的应用价值.     

双目视觉中距离约束的小波变换同名点匹配

针对一类特殊小波变换系数不同尺度下的过零点能提供在不同尺度下信号急速变化点的位置信息,提出了一种基于小波变换的多尺度过零点的双目立体视觉模型的同名点匹配方法,该方法采用由粗到细的匹配策略,利用转化的距离信息先匹配大尺度的小波变换系数的过零点,记录其过零点位置信息,然后应用顺序约束,即物体在左右影像点的投影顺序的一致性,匹配小尺度的小波变换系数的过零点,降低了同名点匹配搜索的复杂性,减少了误匹配,解决了同名点准确匹配难、计算量大等问题.采用该方法对篦冷机内水泥熟料高度进行测量,实验表明该方法能较精确的得出水泥熟料料层的分布状况.     

多目立体视觉测量系统中的快速去伪匹配法

以外极斜率匹配为基础,针对多目立体视觉测量系统的特点,提出了一种可有效解决立体图像对匹配过程中的匹配多义性问题的快速去伪匹配法。     

存在镜面反射时的双目立体匹配

传统的立体匹配方法建立在Lambertian的漫反射模型之上,漫反射模型的立体匹配在一个图像的大多部分是有效的,但是在处理图像中包含镜面反射的部分时结果会产生严重的匹配错误。笔者利用漫反射和镜面反射在灰度和最大色度上的不同,分离出镜面反射的像素,然后采用一种针对镜面反射的匹配测度,在图像中漫反射部分和镜面反射部分都能匹配得到正确的视差。结果证明了方法的有效性。     

A CNN-based passive optical range finder for real-time roboticapplications

The paper presents a new cellular neural network (CNN) for real-time stereo vision, useful as a passive optical range finder for autonomous robots and vehicles. The stereo matching as energy minimization is discussed, and former neural approaches to the problem are analyzed. Experimental results with the new CNN both with synthetic and real images are reported, demonstrating the performance of the system     

主动多基线立体视觉及其在机器人焊接技术中的应用研究

介绍了多基线立体视觉的基本原理针对焊接工件等一类表面缺纹纹理物体的三维深度恢复这一难题,提出采用基于条纹光照明方式的主动多基立体视觉方法解决这类物体的三维视觉建模问题,并通过验证明方法的有效性和可靠性。