基于双目视觉的深度重建技术的研究和应用

发布时间：2017-03-23 23:01

  本文关键词：基于双目视觉的深度重建技术的研究和应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近几十年来年来,计算机技术获得了长足的进步和发展,该技术已经在人们的生产和生活领域许多方面获得了广泛的应用,尤其在某些人力不可替代的高精度,高安全性要求的工作中,起到了重要的作用。作为计算机技术的重要分支,计算机视觉技术对生产和生活领域起到的辅助作用尤为重要。作为计算机视觉的重要分支,双目立体视觉已经深入到生产和生活的许多领域,是计算机应用学科的热门话题。双目立体视觉技术是建立在视差原理的理论基础上,使用双目摄像机采集被测物体的左右视图,通过立体匹配算法计算两幅图像之间的位置偏差,从而获得物体三维几何信息的方法。通过综合处理和分析左右视图,并计算他们之间对应点的差别,我们能够从中获取物体的深度信息。当该深度信息足够精确,我们可以将其应用于生产和生活的各个领域,提高生产效率和生活质量。本文结合以上理论基础和实际需求,深入的研究和探讨基于双目视觉的深度重建问题,并提出一种基于双目视觉的深度重建技术,对其进行产品原型的实现,并初步应用到工业生产领域中的传送带作业技术中,在实践中不断验证理论的实用性和可靠性。该技术采用Open CV(Open Source Computer Vision Library,开源的计算机视觉库),结合MFC(Microsoft Foundation Classes,微软基础库)实现,主要涉及棋盘立体标定、Bouguet立体校正、立体匹配、深度重建等关键技术。经过棋盘角点检测,参数矩阵计算,立体匹配,深度值计算等关键流程后,我们可以得到待测物体的深度值,从而达到程序的编写目的。值得指出的是,为了增强立体匹配的效果,我们除了直接调用Open CV为我们提供的BM块匹配算法进行立体匹配外,也对Open CV未提供的基于线性生长的立体匹配算法进行了改进,并将其与Open CV相结合,得到了更优的立体匹配结果。
【关键词】：双目视觉 深度重建 OpenCV 立体标定 立体匹配
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 国内外研究现状9-10
• 1.3 本文的主要工作10-11
• 1.4 本文的内容安排11-13
• 第二章 基于双目视觉的深度重建技术综述13-19
• 2.1 基于双目视觉的深度重建技术原理13-16
• 2.1.1 单目摄像机模型13-15
• 2.1.2 双目摄像机15-16
• 2.2 基于双目视觉的深度重建技术的基本流程16-17
• 2.3 本章小结17-19
• 第三章 棋盘标定方法和Bouguet立体校正的研究和优化19-30
• 3.1 棋盘标定方法19-25
• 3.1.1 立体标定的目的19
• 3.1.2 棋盘标定方法的步骤和原理19-25
• 3.2 Bouguet立体校正方法25-27
• 3.2.1 立体校正的目的25
• 3.2.2 Bouguet立体校正方法的步骤和原理25-27
• 3.3 对立体标定方法的实现和优化27-29
• 3.4 本章小结29-30
• 第四章 立体匹配算法的研究与改进30-38
• 4.1 立体匹配的原理简介30-33
• 4.1.1 立体匹配的目的30-31
• 4.1.2 立体匹配与深度重建的关系31-32
• 4.1.3 立体匹配算法尚存在的难点32-33
• 4.2 基于线性生长的立体匹配算法的实现33-35
• 4.3 基于线性生长的立体匹配算法的改进35-37
• 4.3.1 对全局能量函数的改进35-36
• 4.3.2 对立体匹配结果的后处理36-37
• 4.4 基于图割的立体匹配算法37
• 4.5 本章小结37-38
• 第五章 基于opencv的双目视觉深度重建系统38-57
• 5.1 实验设备简介38-39
• 5.2 开发工具简介39-42
• 5.3 关键环节算法选择42-43
• 5.4 实验结果43-55
• 5.5 本章小结55-57
• 第六章 总结与展望57-59
• 6.1 总结57
• 6.2 展望57-59
• 参考文献59-60
• 作者简介及在学期间所取得的科研成果60-61
• 致谢61

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