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《哈尔滨工业大学》 2006年
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基于双目立体视觉的三维重构研究

程晓亮  
【摘要】: 立体视觉技术是计算机视觉领域的经典课题,双目立体视觉由于具有仿人类双目的特点,成为立体视觉领域的热点。本文以移动机器人的双目立体视觉导航为背景,开展了立体标定、图像预处理、立体匹配及三维重构等技术的研究。 在立体标定阶段,本文采用张正友的方法实现了单摄像机的标定并完成了图像畸变的修正,进而采用Fusiello的方法实现了双摄像机的标定并完成了立体图对的外极线校准。 在图像的预处理阶段,本文对LOG滤波算法进行了改进,使用了一种四阶段的预处理方法,有效地消除了图像的噪声、平衡了立体图对间的亮度差异。 在立体匹配阶段,本文以获得致密的视差场为目的,对区域匹配方法进行了详细的研究,比较了不同算子以及不同窗口对匹配性能的影响。 在三维重构阶段,本文针对映射法的缺点,提出了一种对空间离散点集进行直接三角剖分的方法。该方法通过引入三角形法向量夹角、阈值距离以及最小内角等几个参数对三角形的生长进行约束,同时利用生长法,对空间中的离散点集进行逐步三角划分,直至所有三角形扩展完毕。实验结果表明,该算法使最优点的搜索范围大大降低,提高了三角形扩展的准确性,保证了三角网格的质量,可以准确高效的对空间中的离散点集进行直接三角剖分,具有很高的实用价值。同时,本文采用OpenGL作为可视化工具,使重构效果更加直观、形象。 最后,我们在现有的双目视觉系统下,完成了包括立体图对的采集、标定、预处理、立体匹配及视差图的后处理、三维重构及可视化等全部环节在内的整合实验,验证了基于双目立体视觉进行三维重构的可行性,为完成移动机器人的视觉导航任务奠定了基础。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP391.41

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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2 杨光;郭艳丽;修文卿;;基于机器视觉的曲轴加工初始定位[J];机械工程师;2008年05期
3 张蓓蕾;刘洪玮;;基于马尔可夫随机场的单目图像深度估计[J];微型电脑应用;2010年11期
4 雷蕴奇;宋晓冰;袁美玲;柳秀霞;欧阳江帆;;双目视觉中的一种人脸立体匹配及视差计算方法[J];厦门大学学报(自然科学版);2009年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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4 苏志部;大尺寸测量的点云自动拼合技术研究[D];华中科技大学;2009年
5 赵丽莎;基于双镜反射法文物三维修复研究[D];河北工业大学;2011年
6 湛承诚;基于面结构光的承载鞍测量系统研究[D];华中科技大学;2011年
7 张海波;基于双目立体视觉的图像匹配与三维重建[D];西安工业大学;2012年
8 莫卫强;基于数字图像的工件自动寻位系统若干关键技术的研究[D];武汉理工大学;2007年
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10 李卓锴;基于计算机视觉的列车卫星定位选星预处理方法研究[D];北京交通大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
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6 胡跃明;戚其丰;韩佳;袁鹏;吴忻生;;SMD-IC的高速高精度图像识别算法及其实现[J];半导体技术;2005年11期
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8 杨常清;王孝通;徐晓刚;金良安;傅建国;;稳像软平台的一些关键技术研究[J];兵工学报;2006年03期
9 王普;顾冬华;庄春华;;一种基于基础矩阵的摄像机自标定技术[J];北京工业大学学报;2007年04期
10 乔爱科;马章军;;基于子图像的生物芯片质量检测算法[J];北京工业大学学报;2008年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘吉成;汪熙;王仲;刘爱勇;;基于虚拟环境的摄像机定标中的矩阵研究[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
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5 刘松林;陈杰;郝向阳;西勤;;玻壳缺陷检测与几何量测视觉系统的设计与实现[A];2009年全国测绘仪器综合学术年会论文集[C];2009年
6 樊彬;罗飞;李招;;一种基于整数图像技术的窗口匹配算法[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(下)[C];2006年
7 张岧;;基于光流场的运动目标检测与跟踪[A];湖北省通信学会、武汉通信学会2009年学术年会论文集[C];2009年
8 王荣本;张明恒;毛晓燕;;双目视觉技术在环境探测中的应用[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第二届学术会议论文集[C];2005年
9 苑云;陈斌;曾首义;;一种测量射弹作用后靶板形状的简易光刀法[A];第16届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2007年
10 陈新松;;机器视觉在钣金零件激光焊接中的应用[A];2007年中国机械工程学会年会之第12届全国特种加工学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王文标;基于视觉测量的快速再制造成形系统关键技术研究[D];大连海事大学;2010年
2 时长江;豆科类杂草种子图像识别系统研究[D];中国海洋大学;2009年
3 肖洁;视觉注意模型及其在目标感知中的应用研究[D];华中科技大学;2010年
4 李鹤喜;基于视觉反馈的焊接机器人自主示教关键技术研究[D];华南理工大学;2010年
5 高飞;基于多视几何的三维脚型测量技术与系统[D];浙江大学;2010年
6 赖小波;机器人双目立体视觉若干关键理论问题及其技术实现研究[D];浙江大学;2010年
7 张淑平;基于视觉的并联机器人位姿检测方法研究[D];东华大学;2010年
8 魏龙生;视觉信息处理中注意机制计算模型研究[D];华中科技大学;2011年
9 王彦春;基于过渡区的图像分割技术研究[D];大连海事大学;2011年
10 池凌鸿;立体匹配算法的研究和应用[D];中国科学技术大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马彦平;基于数字图像的冬小麦、夏玉米长势远程动态监测技术研究[D];华中农业大学;2010年
2 宋抗;压缩机活塞圆度误差数字检测系统研究[D];河南理工大学;2010年
3 张聪炫;基于蚁群算法由直线光流场重建三维结构的研究[D];南昌航空大学;2010年
4 邓小铭;基于OpenCV的物体三维检测系统研究[D];南昌航空大学;2010年
5 陈忠翔;基于立体视觉的三维重建方法研究[D];南昌航空大学;2010年
6 郑莉;DSP在集装箱加强板焊接定位系统中的应用[D];山东科技大学;2010年
7 徐元;基于双目立体视觉的匹配算法研究[D];山东科技大学;2010年
8 张杨;基于双目立体视觉的CCD测距系统设计[D];长春理工大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨春平,吴健,洪亮,冯彦彦;双CCD系统在三维面形测量中的应用[J];半导体光电;2004年03期
2 辜志刚,谌永祥;三坐标数控机床误差补偿技术[J];兵工自动化;2004年02期
3 李鑫,张广军,魏振忠;基于RBF神经网络的结构光三维视觉检测方法[J];北京航空航天大学学报;2002年03期
4 谢敬辉,孙萍;全息术的新进展[J];北京理工大学学报;2003年02期
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7 李兰君,刘琼;一种快速CCD目标定位方法[J];传感器技术;2000年04期
8 胡勇,刘强,王从军,黄树槐;双目视觉测量传感器研究[J];传感器技术;2005年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 何秀凤;;GPS伪卫星技术的新进展及在导航定位中的应用[A];中国惯性技术学会第五届学术年会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张艳珍;微机视觉系统相关理论及技术研究[D];大连理工大学;2001年
2 姜大志;计算机视觉中三维重构的研究与应用[D];南京航空航天大学;2002年
3 王文格;基于计算机视觉的大型复杂曲面三维测量关键技术研究[D];湖南大学;2003年
4 王宇宙;计算机视觉三维重建理论与应用[D];西北大学;2004年
5 茹少峰;破碎物体复原技术与计算机辅助文物复原研究[D];西北大学;2004年
6 宋丽梅;基于单幅实时测量图像三维形貌恢复的研究[D];天津大学;2004年
7 胡志萍;图像特征提取、匹配和新视点图像生成技术研究[D];大连理工大学;2005年
8 漆随平;基于计算机视觉的检测方法与应用研究[D];浙江大学;2005年
9 陈向伟;机械零件计算机视觉检测关键技术的研究[D];吉林大学;2005年
10 朱铮涛;基于计算机视觉图像精密测量的关键技术研究[D];华南理工大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄令允;基于自适应阈值的SIFT算法研究及应用[D];大连理工大学;2010年
2 范志斌;基于图像局部不变性特征的机器人目标识别与定位[D];北京交通大学;2011年
3 苏志部;大尺寸测量的点云自动拼合技术研究[D];华中科技大学;2009年
4 王鸽鸽;三维引擎的研究与实现[D];南京理工大学;2002年
5 张长命;双目立体视觉技术在三维测量中的应用研究[D];电子科技大学;2001年
6 段华;基于双目立体视觉的计算机三维重建[D];南京航空航天大学;2003年
7 刘兴荣;用于移动机器人的立体视觉技术[D];河北工业大学;2003年
8 张军;基于光度立体图像的3D模型重建算法研究[D];西北工业大学;2004年
9 于希娟;双目立体视觉技术的理论研究与程序实现[D];华北电力大学(北京);2004年
10 孙明睿;三维数字可视化技术的研究[D];天津大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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2 宋俊;黄信达;李文龙;;基于坐标配准的牙颌测量点云拼合技术研究[J];装备制造技术;2011年08期
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8 黄博才;刘少君;黄道平;;数控玻璃雕刻机上Mark点视觉定位系统的设计与实现[J];轻工机械;2012年04期
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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7 邢建芳;支持体三维显示的体素化算法研究与可视化平台开发[D];南京航空航天大学;2008年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 吴东晖;智能移动机器人的视觉导航技术[D];浙江大学;2001年
【相似文献】
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3 罗丹;廖志贤;;基于OpenCV的双目立体视觉测距[J];大众科技;2011年04期
4 王建文;王敏;;基于双目立体视觉的鞋楦三维建模[J];计算机技术与发展;2009年04期
5 程黄金;;双目立体视觉系统的技术分析与应用前景[J];电脑知识与技术;2011年09期
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8 马桂珍,谌海新,马丙辰;基于双目视觉的手术器械跟踪定位技术[J];微计算机应用;2005年02期
9 高宏伟;于洋;刘晓阳;;双目立体视觉三维重建实验平台研究[J];计算机工程与应用;2009年33期
10 沈洪宇;柴毅;;计算机视觉中双目视觉综述[J];科技资讯;2007年34期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵杰;彭京;李戈;王晨;;基于粗细结合匹配方法的立体视觉研究[A];全国第13届计算机辅助设计与图形学(CAD/CG)学术会议论文集[C];2004年
2 赵慧洁;雷彦章;姜宏志;;基于投影栅相位的立体匹配方法[A];第十三届全国图象图形学学术会议论文集[C];2006年
3 刘晓丽;徐光柱;雷帮军;孙水发;冯德鸿;;立体匹配技术研究[A];'2010系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2010年
4 宋钒繁;鄂盛国;;基于BP神经网络的双目视觉三维测量系统摄像机标定[A];2008’“先进集成技术”院士论坛暨第二届仪表、自动化与先进集成技术大会论文集[C];2008年
5 侯建;齐乃明;;月球车立体视觉系统的一种实现方案[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第一届学术会议论文集[C];2005年
6 孙明;;基于双目视觉的移动机器人避障研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
7 龚伟;史元春;陈孝杰;;基于双摄像机的平面运动目标跟踪[A];第一届建立和谐人机环境联合学术会议(HHME2005)论文集[C];2005年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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6 李新一;时尚 追求中性还是回归本性[N];中国服饰报;2010年
7 记者 陈欣然;天津工大喜迎建校五十周年[N];天津教育报;2008年
8 吴铝锌;教育部部长周济湖南省省长周伯华视察湖南工业大学(筹)[N];中国包装报;2005年
9 付比兴 本报记者 李兵;“开学在即,我还在为学费发愁”[N];锦州日报;2006年
10 刘国华;大连轻工业学院正式更名为大连工业大学[N];辽宁日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赖小波;机器人双目立体视觉若干关键理论问题及其技术实现研究[D];浙江大学;2010年
2 翟乃斌;基于计算机视觉的汽车整车尺寸测量系统的研究[D];吉林大学;2007年
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4 罗桂娥;双目立体视觉深度感知与三维重建若干问题研究[D];中南大学;2012年
5 张小锋;关于砂轮地貌双目视觉检测技术的基础研究[D];南京航空航天大学;2007年
6 鲍晓利;三维粒子跟踪测速系统中的三维重构技术研究[D];大连理工大学;2013年
7 张可;基于双目立体视觉原理的自由曲面三维重构[D];华中科技大学;2005年
8 侯建;月球车立体视觉与视觉导航方法研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
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10 姜淑华;基于机器视觉的二维(三维)非接触测试技术[D];长春理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张虎;机器视觉中二维图像的三维重建[D];北方工业大学;2006年
2 程晓亮;基于双目立体视觉的三维重构研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
3 高纯玲;基于双目立体视觉的手术器械跟踪定位研究[D];华中科技大学;2008年
4 沈璐;基于双目立体视觉的三维重构剖分算法研究[D];东北师范大学;2010年
5 胡凌山;移动机器人双目立体视觉技术研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
6 刘晶晶;基于双目立体视觉的三维定位技术研究[D];华中科技大学;2007年
7 陈戈军;基于双目立体视觉的机械臂手端定位方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 白茜茜;双目立体视觉的特征匹配技术研究[D];天津大学;2008年
9 方恒;基于双目立体视觉的三维信息获取技术研究[D];武汉科技大学;2008年
10 郭陆峰;双目视觉系统关键技术研究[D];华侨大学;2008年
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