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双目立体视觉实时视差算法研究

张建勋  
【摘要】:地面自主车因其重大的研究价值和应用价值,受到世界各国的重视。在地面自主车的各项关键技术中,视觉导航的主要功能是对各种道路场景进行快速识别和理解,从而确定移动机器人的可行驶道路区域,而视觉导航技术的关键是障碍物的快速检测与识别。立体视觉是一种被动式的测量方法,本身不发出光以及其他辐射源,具有隐蔽性好、测量快速、准确等优点。立体视觉中的重点和难点是对应点的求解(也就是视差图的获得),怎样在满足精度要求的前提下使得视差图的获得满足实时性的要求一直是各国立体视觉研究者关注的焦点。“双目立体视觉实时视差算法研究”课题源于国防科工委下达的“微小型地面移动平台技术研究”工程项目中的视觉导航子项目。因为视觉导航中要求获得致密的视差图,因此本文的研究集中在致密视差图的快速获得。在阅读大量文献后得知适合快速实现的立体视觉算法主要有区域匹配和动态规划两种。本文在对区域匹配和动态规划进行了深入研究后,提出了基于连续性约束和亮度梯度约束的多窗口区域匹配算法(以下简称IMW算法)。相对于动态规划算法,IMW算法更为快速,而且应用于室外图像能获得更好的效果;相对于一般的单窗口算法,使用IMW算法获得视差图更为平滑,物体轮廓更为清晰。


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