基于OpenCV的雙目視覺馬鈴薯三維點(diǎn)云重建技術(shù)研究.pdf

1、近年來，機(jī)器視覺技術(shù)發(fā)展迅速，逐漸形成了一套獨(dú)立的體系。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字信號處理技術(shù)的愈加成熟，機(jī)器視覺方法可以用攝像機(jī)讀取環(huán)境信息，并且將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。隨著對人眼成像模型研究的逐步深入，雙目立體視覺技術(shù)能夠最接近地實(shí)現(xiàn)機(jī)器視覺向人類視覺的仿生。所以成為了機(jī)器視覺中的熱門研究內(nèi)容之一。
　　本文主要研究了以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:
　　(1)研究了攝像機(jī)模型的成像原理，以及計(jì)算機(jī)坐標(biāo)系、圖像坐標(biāo)系、攝像機(jī)坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系

2、。利用上述坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系，得到雙目成像模型。
　　(2)對雙目攝像機(jī)標(biāo)定進(jìn)行了研究。為了提高標(biāo)定的準(zhǔn)確性，實(shí)驗(yàn)時(shí)，先進(jìn)行單目標(biāo)定，再進(jìn)行雙目標(biāo)定。本實(shí)驗(yàn)使用標(biāo)定板對攝像機(jī)了進(jìn)行標(biāo)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，其標(biāo)定精度完全能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。
　　(3)為提高匹配效率，在立體匹配之前，對圖像進(jìn)行了立體校正。理論上，可以使用三種矩陣變換（透視變換，相似變換以及錯(cuò)切變換）的方法來完成立體圖像的校正。但是在標(biāo)定過程中獲得了攝像機(jī)的旋轉(zhuǎn)矩陣

3、和平移向量(R，T），所以本文用Bouguet算法來進(jìn)行立體校正。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該方法無論對標(biāo)定板或?qū)?shí)物圖（馬鈴薯）的校正，都有較高的準(zhǔn)確度。
　　(4)本文在匹配過程中選用區(qū)域匹配的方法，對兩種經(jīng)典的立體匹配算法（BM算法，SGBM算法）的原理進(jìn)行了分析。通過多次實(shí)驗(yàn)，最終采用SGBM算法得到了最佳的深度圖像。
　　(5)文章利用深度圖與重投影矩陣Q，求出馬鈴薯在世界坐標(biāo)系下的三維點(diǎn)云坐標(biāo)。實(shí)驗(yàn)輸出了34萬個(gè)三維點(diǎn)的坐標(biāo)