融合区域匹配的快速多线结构光测量方法

针对多线结构光测量中测量效率与测量精度相矛盾的问题，提出了一种融合区域数字图像相关匹配的快速三维测量方法。采用双边滤波和大津阈值法对图像进行预处理，利用重心法提取初始条纹中心点。用双三次插值法提升初始点的局部邻域分辨率，在局部邻域内再次利用灰度重心法提高中心点的提取精度。以左图像提取的中心线为基准，利用数字图像相关法在右图像中心线附近搜索基准对应的立体匹配点，大大缩小了数字图像相关法的搜索范围，提高了测量效率和立体匹配精度。对标准块规的测量实验结果表明，该方法的中心线提取速度为Steger法的3.29倍，均方根误差相比传统极线约束立体匹配法减小了68.57%。     

光栅式双目立体视觉传感器的立体匹配方法

光栅式双目立体视觉传感器的难点之一在于立体匹配问题,为此,提出了一种基于极线约束和空间点最小距离搜索的立体匹配方法.该方法将光栅式双目立体视觉传感器看作两个光栅结构光传感器,分别标定后可测定光条中心点关于某个结构光模型的三维坐标,若两点匹配,则其三维坐标间的距离理论上为零.引入极线约束,在左摄像机成像光条上找一个特征点,在右摄像机所成像中便可计算出一条极线与之对应,在极线与各光条中心的交点中寻找匹配点.该方法在三维空间进行匹配,计算量小,能够实现点与点的唯一匹配.仿真实验表明了该方法的有效性.     

基于极线校正的亚像素相位立体匹配方法

针对双目结构投影光栅相位法三维测量系统中立体匹配的效率与精度问题,提出了基于极线校正的亚像素相位立体匹配方法。首先,通过外极线校正算法将双目立体视觉几何结构校正为平视双目标准几何结构,使匹配点对在左右相机上的成像点位于同一水平线上。然后,采用双线性内插法获取校正后新相位图像对,并提出一种基于相位区域匹配的立体匹配算法,获得初始匹配点。最后,提出采用最小二乘拟合将初始匹配点附近3×3邻域内的相似度量拟合为一个二次曲面,然后求解得到该曲面的局部最小值,得到与待匹配点相位相同的右摄像机匹配点坐标。通过对标准平板平面度进行测量与精度分析,表明该方法能够快速、准确的实现立体匹配。     

一种基于极线约束的激光条纹匹配算法

提出了一种基于极线约束的激光条纹匹配算法。先通过双CCD摄像机摄取左右两幅图像．然后对图像进行预处理。处理之后的两幅图像是在不同视角下摄取的两条单像素宽的激光条纹,在极线约束和连续性约束的理论基础上，提出了一种直线和曲线求交的匹配方法，从而实现了激光条纹的快速精确匹配和激光扫描线的三维重建.     

一种极线约束修正数字图像相关匹配的立体视觉测量方法

为了提高立体视觉方法的测量精度,提出一种极线约束修正数字图像相关(DIC)匹配的立体视觉测量方法。该方法通过DIC方法获得立体匹配的初值,应用极线约束对匹配计算结果进行修正,取位于右极线上距DIC匹配结果最近的点作为新的匹配点,并将该种匹配修正方法推广到右图像时序匹配。在材料实验机上完成304不锈钢试件单向拉伸实验,以引伸计的测量结果为真值,对比极线约束修正前后的双目立体视觉的测量误差。实验结果表明,极线约束修正以后,双目立体视觉测量误差的最大值、平均值及均方值均减小,说明极线约束修正后的匹配方法可以提高立体视觉方法的测量精度。     

一种基于极线约束的激光条纹匹配算法

提出了一种基于极线约束的激光条纹匹配算法.先通过双CCD摄像机摄取左右两幅图像,然后对图像进行预处理.处理之后的两幅图像是在不同视角下摄取的两条单像素宽的激光条纹,在极线约束和连续性约束的理论基础上,提出了一种直线和曲线求交的匹配方法,从而实现了激光条纹的快速精确匹配和激光扫描线的三维重建.     

基于图像相似几何特征的双目匹配算法

针对传统外极线约束的匹配算法存在误匹配率、漏匹配率较高的问题,提出了基于图像相似几何特征的双目匹配检验和筛选算法。利用外极线几何约束算法获得不共外极线和共外极线的初始匹配点。根据左右图像正确的匹配点具有相似的几何位置关系,引出最大向量角和最大角度差准则。对于不共外极线的初始匹配点,提出了基于更新策略的视差梯度约束与最大向量角准则相结合的误匹配剔除算法,降低了误匹配率,并且克服了只用视差梯度约束过多误剔除的缺陷。对于共外极线的初始匹配点,提出利用最大角度差和最大向量角准则筛选正确的匹配点,然后进一步利用顺序一致性约束和视差梯度约束检验筛选的匹配点,降低了漏匹配率。实验结果表明,该算法匹配准确率高,通用性强,误匹配率和漏匹配率分别能控制在0.1%和7%以内,适用于不同复杂程度的被测物体。     

基于改进ORB-RANSAC的双目测距方法

针对基于传统特征点匹配的双目视觉测量方法误匹配率高和测量精度低的问题,提出了一种基于ORB(Oriented Fast and Rotated Brief)特征与随机抽样一致性(RANSAC)的双目测距方法.首先,基于双目位置信息的极线约束与基于汉明距离的特征匹配方法删除误匹配点,得到初步筛选的正确匹配点对.然后,基于k维树的近邻点顺序一致性约束方法筛选出初始内点集合,并采用迭代预检验方法提高RANSAC的匹配速度.最后,为了提升测量精度,采用二次曲面拟合得到亚像素点视差并计算实际距离.实验结果表明,本方法可以有效提高特征的匹配速度及测量精度,满足实时测量的要求.     

基于垂直性约束的动态规划立体匹配算法

针对传统的DP算法存在条纹瑕疵,提出了一种改进的垂直性约束动态规划立体匹配算法,通过利用扫描线间的相关信息来约束动态规划过程,使得处理每一条扫描线时都能充分利用以前扫描线的匹配信息.实验结果表明,该算法可以明显地消除传统DP算法的视差图的条纹瑕疵,匹配精度高,而且执行时间短.     

用于自由曲面视觉测量的立体精匹配方法

根据立体视觉原理,针对自由曲面视觉测量的实际情况,文中将多种方法融合为一体用于立体匹配,提出一种亚像素级的立体精匹配方法。首先利用投影光栅,在曲面上形成变形条纹,采用小波变换检测出像素级的离散边缘点;在此基础上,提出搜索式无监督聚类拟合匹配算法,将边缘点按实际边缘情况分为不同组别,并用三次B样条将离散的边缘点拟合成连续曲线;根据对极约束特性,实现亚像素级的立体精匹配,解决了交向摆放姿态的双目立体视觉系统的匹配问题。     

大型高温锻件在线视觉测量图像匹配方法

提出了一种大型锻件在线视觉测量图像匹配方法。本方法建立在外极线约束的基础上,根据锻件现场测量视场大实效性要求高的特点,利用双向极线的距离的方法,建立了基于极线约束的匹配判断条件。在实验室和锻造现场的实验证明本匹配方法精度高,耗时少,符合大型高温锻件在线视觉测量的要求。     

A Robust Algorithm Based on Object Contours and Order Matching for Disparity Map Post-Processing

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＤｉｓｐａｒｉｔｙｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ,ｎａｍｅｌｙ ,ｓｔｅｒｅｏｍａｔｃｈｉｎｇ ,ｉｓｔｈｅｋｅｙｔｏｓｔｅｒｅｏｖｉｓｉｏｎａｎｄｓｔｅｒｅｏｉｍａｇｅｃｏｍｐｒｅｓ ｓｉｏｎ .Ｆｏｒｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｓｃｅｎｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｕｓｉｎｇｓｔｅｒｅｏｉｍａｇｅｓ,ｔｈｅｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｅｓｔｉｍａｔｅｄｄｉｓｐａｒｉｔｙｄｅｔｅｒｍｉｎｅｓｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆｔｒｕｔｈｆｕｌｎｅｓｓｏｆｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔ ｅｄｏｂｊｅｃｔｓ.Ｍｏｒｅｏｖ…     

投影条纹相位测量的一种新的计算方法

投影条纹用于三维物体的面形测量,已取得许多进展,其相位解调的计算方法,主要有相对法和富里叶变换法等,在本文中我们提出一种新的相位解调的计算方法,就是把被物体调制后的干涉条纹,分为许多小段,分别用多项式进行拟合,再把每一段分别与未被物体调制的前干涉条纹,逐点进行相位比较,求出物体对干涉条纹的相位调制量,再求出对应的物体面形高度,文中还给出一弓形物体的调制和相位解调的计算机模拟结果。     

基于虚拟双目的条纹结构光三维重建

为解决传统双目条纹结构光三维重建存在的同步性和成本高等问题,提出了基于虚拟双目的条纹结构光三维重建方法。采用单相机和两块双棱镜及投影仪设计了具有双目视觉功能的虚拟双目条纹结构光三维重建系统。通过双棱镜折射和分光改变被测对象表面反射光的路径,使用一个相机同时完成多视角的图像采集。通过多频外差法和立体匹配、双目标定得到被测对象的深度信息并重建点云。实验表明,文中提出的方法和真实双目结构光方法测量标准球的均方根误差分别为0.037 9 mm和0.030 5 mm。文中提出的方法可促进双目条纹结构光技术在快速、低成本、小型化等方面发展,同时该方法可推广到彩色相机条纹结构光三维重建及投影散斑结构光三维重建。     

正弦脉冲宽度调制条纹结合相位编码条纹的三维测量方法

提出了正弦脉宽调制和相位编码结合的一种三维形貌测量方法。这种方法离焦投影编码的两种条纹到被测对象上,使用相移算法,由正弦脉冲宽度调制条纹得到截断相位,由相位编码条纹解码得到条纹级次,从而恢复测量对象的三维形貌。实验结果证明了该方法有两个优点:(1)轻度离焦滤除了谐波从而能降低测量误差;(2)基于相位的编码方式能测量表面反射率不一物体。     

双频外差结合相位编码的相位解包裹方法

为了使用高频条纹进行一次外差完成相位解包裹,实现高精度测量,提出了双频外差结合相位编码的相位解包裹方法。首先,用两组正弦条纹获得两个包裹相位,进行外差处理得到外差相位;其次,相位编码条纹得到条纹级次后对外差相位展开;最后,由连续的外差相位对两个包裹相位进行展开,用最高频率的连续相位求得物体的相位信息。实验结果表明:RMS误差为0.038 mm。双频外差合成的周期不需要覆盖整个视场,打破了传统双频外差方法对频率选择的限制,可以用更高频率的条纹进行高精度测量。克服了相位主值误差对使用更高频率条纹进行高精度测量的局限性。     

基于双目立体视觉的偏转线圈测量方法研究

立体匹配过程中,由于视差搜索范围不易确定,使匹配极易出现错误.文中提出了一种灰度相关多峰值视差绝对值极小化立体匹配新方法.通过对最大灰度相关匹配法的分析,指出最大灰度相关系数所对应的点并不完全对应于正确匹配,由此提出了灰度相关匹配多峰值法,以获得初始匹配集.结合视差梯度约束,对所得初始匹配集进行部分优化,采用视差绝对值极小化确定唯一匹配点.通过对一形状复杂且不规则物体(偏转线圈)及已知三维坐标的标准件的三维重建,证实了文中所提方法的有效性,可满足三维不规则物体(偏转线圈)三维空间坐标的非接触精密测量要求.