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双目图像计算机测量系统的研究

安雪娥  
【摘要】: 计算机立体视觉是一门新兴的技术,在现代工业领域尤其是三维测量方面有着广阔的应用前景。本文使用直接模拟人眼的双目立体系统,研究了立体视觉三维重建中的摄像机标定,图像处理、特征点提取与匹配和三维计算等关键技术。双目立体测量也是基于视觉测量的最常用的实现方式,本文就这方面内容展开研究,主要研究内容和成果如下: 在摄像机标定阶段,本文介绍了最新的Zhang一维标定理论,并对其做一定的改进,使用二维模板实现了摄像机高精度标定并完成了图像畸变的修正。 在图像预处理阶段,本文详细介绍了各种滤波方法,并对各种方法进行了比较。使用Harris算法实现对角点特征的提取,并使用Opencv库函数,实现了特征的快速提取。 在立体匹配阶段,本文使用基于特征点的匹配方法,比较了三种相似度方法的匹配视差图,得出合适的匹配窗口,最后利用能量最小化的方法,并引进一致性约束,对算法进行改进,使用金字塔匹配策略,快速获取致密视差图。 在三维重建阶段,在已获得摄像机内外参数和完成左右图像的特征点匹配的基础上,根据空间点的三维坐标计算的数学模型实现了对特征点的三维重建,给出了特征点的空间坐标,并通过拟合得到三维曲面模型。 本文使用VC++和Matlab混合编程,并借助于OPENCV库函数,实现以上各个阶段的软件实现。


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