基于双目视觉的三维目标感知技术研究

发布时间：2021-04-23 05:55

　　双目视觉系统旨在获取目标的三维结构信息和空间位置信息,其模拟人眼视觉系统,在处理景物上简便可靠,被广泛应用于智能驾驶、虚拟现实、航空航天、三维非接触测量等领域中。双目视觉系统包括图片获取、相机标定、图片校正、立体匹配和三维重建,其中立体匹配是学者们研究的重点以及难点,其匹配结果受光照、物体表面平滑度、物体间遮挡情况等多因素的影响。虽然现在已有多种立体匹配算法,但在精度和效率上仍存在一些不足。本文研究和实现了完整的用于感知三维目标的双目视觉系统,针对现有立体匹配算法中存在的若干问题,提出了相应的改进算法。主要的研究工作如下:1.对摄像机的成像模型以及涉及到的四种坐标系进行介绍,研究摄像机标定方法,并使用张正友法进行标定实验,计算得到摄像机的内外参数以及畸变参数,然后根据这些参数对图像进行校正,以消除图像中存在的畸变并使得极线平齐。2.对局部算法中性能较优的双边滤波立体匹配算法进行研究。双边滤波立体匹配算法综合考虑支持窗口内像素点与中心像素点之间的欧式距离和灰度距离,但是灰度差异只是深度差异的先验知识,在处理某些灰度变化较大而深度变化平缓的区域时容易发生误匹配。针对该问题,提出一种融合深度... 

【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文研究内容及结构安排
第2章 双目视觉中的理论基础
    2.1 摄像机成像系统
    2.2 摄像机的标定
        2.2.1 张正友标定法
        2.2.2 标定实验
    2.3 极线校正
        2.3.1 极线几何
        2.3.2 极线校正实验
    2.4 立体匹配
    2.5 三维重建
第3章 融合深度信息的多尺度双边滤波立体匹配算法
    3.1 经典双边滤波立体匹配算法
        3.1.1 代价计算
        3.1.2 代价聚合
    3.2 改进算法
        3.2.1 融合深度信息的视差求精算法
        3.2.2 融合深度信息的多尺度立体匹配算法
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 算法参数配置
        3.3.2 融合深度信息的视差求精算法测试
        3.3.3 融合深度信息的多尺度立体匹配算法测试
    3.4 本章小结
第4章 基于分割树的改进半全局立体匹配算法
    4.1 经典半全局立体匹配算法
        4.1.1 代价计算
        4.1.2 代价聚合
        4.1.3 存在的问题
    4.2 基于分割树的改进算法
        4.2.1 代价计算
        4.2.2 分割树的构建
        4.2.3 代价聚合
        4.2.4 分割树的重建
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 算法参数配置
        4.3.2 匹配精度测试
        4.3.3 运行效率测试
        4.3.4 分割树区域分割效果测试
    4.4 本章小结
第5章 三维重建系统
    5.1 引言
    5.2 三维点云数据
    5.3 三维网格模型
    5.4 纹理映射
    5.5 实验结果与分析
        5.5.1 实验软硬件平台环境
        5.5.2 测试结果
    5.6 本章小结
结论与展望
    工作总结
    未来展望
参考文献
致谢
攻读学位期间取得的学术成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多视角图像的植物三维重建研究进展[J]. 周静静,郭新宇,吴升,杜建军,赵春江.  中国农业科技导报. 2019(02)
[2]多元线性回归引导的立体匹配算法[J]. 韩先君,刘艳丽,杨红雨.  计算机辅助设计与图形学学报. 2019(01)
[3]Large-scale 3D Semantic Mapping Using Stereo Vision[J]. Yi Yang,Fan Qiu,Hao Li,Lu Zhang,Mei-Ling Wang,Meng-Yin Fu.  International Journal of Automation and Computing. 2018(02)
[4]基于加权引导滤波的局部立体匹配算法[J]. 陈松,陈晓冬,苏修,刘依林,汪毅,郁道银.  纳米技术与精密工程. 2017(05)
[5]基于区域一致性的图割立体匹配[J]. 曹国震,彭寒.  西北工业大学学报. 2017(01)
[6]基于光栅投影的多摄像机标定方法[J]. 汤明,达飞鹏,盖绍彦.  仪器仪表学报. 2016(09)
[7]基于视觉的无人驾驶汽车研究综述[J]. 唐智威.  制造业自动化. 2016(08)
[8]直接精简密集点云的三角网格重建[J]. 董天琪,张志毅.  计算机应用与软件. 2016(06)
[9]改进的双向SIFT特征匹配算法[J]. 安婷,贺一民,张志毅.  计算机工程与科学. 2016(01)
[10]融合AD与Census变换的动态规划立体匹配与遮挡处理[J]. 陆军,方莹,张鑫.  北京理工大学学报. 2015(12)



本文编号：3154765