基于双目立体视觉的三维重构剖分算法研究

【摘要】： 双目立体视觉是从两个视点获取不同视角下的感知图像,通过成像几何原理计算图像像素间的位置偏差(视差),进而获取物体的三维信息的过程,类似于人类视觉的立体感知过程。双目立体视觉一直是计算机视觉的研究重点之一。随着技术的进一步完善,双目立体视觉技术在地形勘测、机器人导航等方面将有更广阔的发展前景,因此对该课题的研究具有重要的现实意义和应用价值。 本文首先系统地介绍了双目立体视觉的基本原理和基本步骤(摄像机标定,图像立体匹配,三维重构),其次重点研究了基于双目立体视觉的三维重构剖分算法。 本文的所有程序都是以Visual C++为平台实现的。在摄像机标定部分,考虑到摄像机情况和实验条件,采用张正有标定来获取摄像机的相关参数。在图像立体匹配部分,选取经过预处理的图像的角点作为特征点,采用基于区域匹配和基于特征匹配相结合的匹配算法,得到特征点的视差图,进而计算出数据点的深度信息(Z坐标)。在三维重构部分,空间点的重建方法采用的是Bowyer-Watson算法来生成Delaunay三角网,并改进了其点定位搜索策略,还提出了一种新的数据结构,提高了三角剖分程序的执行效率。剖分后的Delaunay三角网,经过OpenGL与Visual C++联合编程的方式,最终实现物体的三维可视化。