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《长安大学》 2009年
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基于双目立体视觉的三维重建方法研究

党乐  
【摘要】: 计算机视觉是一门涉及人工智能、计算机科学、图像处理和模式识别等诸多领域的交叉学科。其中的双目立体视觉由于直接模拟了人类双眼视觉的生理构造,且具有尺寸小、成本低、功耗小和效率高等优良特性,因此在空间物体的三维测量等领域有广阔的应用前景,对双目立体视觉的研究也已经成为当今世界最热门的研究课题之一。 本文以双目立体视觉对工件进行三维重建为背景,针对双目立体视觉实际应用技术中的图像获取、摄像机标定、图像预处理、立体匹配和三维重建等重点问题进行了研究。 本文主要工作如下: 1.通过研究摄像头硬件原理和对摄像头进行的各种测试,选择了实验用高性能摄像头,设计并制作了双目视觉实验机构,最终组建了双目立体视觉实验系统。 2.制作了高精度的相片标定模板,并且在Jean-Yves Bouguet摄像机标定工具箱的基础上,提出了一种二次标定的方法并进行了标定实验,实现了对双目立体视觉系统的低成本、高精度标定。 3.提出了一种双目视觉图像对四步预处理方法,该方法能有效的去除图像噪声,平衡左右图像对的亮度差异,增强图像的边缘和细节。 4.深入研究了SIFT特征匹配算法的原理,并且进行了大量的SIFT特征匹配实验,制作了针对SIFT算法的匹配图像模板。在立体匹配过程中,将极线约束与SIFT特征匹配相结合,实验证明该方法可以较好的实现立体匹配,提高匹配精度。 5.最后,利用双目立体视觉实验系统,完成了包括立体图像对的获取、摄像机标定、图像预处理、立体匹配和三维重建等步骤的完整双目立体视觉实验,验证了利用双目立体视觉进行工件三维重建的可行性,达到了预期效果。
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP391.41

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 刘丹华;赖海滨;王晓晓;;基于双目视觉的人脸视差快速获取方法[J];电脑知识与技术;2012年07期
2 李荣明;芦利斌;陈鼎新;;一种基于计算机视觉的低成本室内空间测量系统设计与实现[J];电子设计工程;2011年15期
3 蓝福明;杨宜民;;基于OpenCV和本质矩阵的双目立体视觉摄像机标定方法[J];自动化与信息工程;2012年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何茜;基于双目立体视觉的高速铁路异物侵限检测系统研究[D];北京交通大学;2011年
2 高一宁;基于深度图像的三维重建中三角面片划分算法的研究[D];中北大学;2011年
3 黄虎兵;基于双目视觉的三维重建研究[D];安徽大学;2011年
4 尹力;基于OpenCV的计算机视觉三维重建方法研究[D];安徽大学;2011年
5 陈挺;岩体形变实时监测系统研究[D];西安科技大学;2011年
6 姚姗姗;基于双目立体视觉的三维重建[D];哈尔滨工程大学;2011年
7 冯明辉;基于单目视觉照相法的人体参数快速测量研究[D];吉林大学;2012年
8 刘微;应用机器视觉的自动泊车车辆位姿获取算法研究[D];吉林大学;2012年
9 李志纲;基于双目视觉的三维环境重建[D];哈尔滨工程大学;2012年
10 肖龙;摄像头传感器网络目标跟踪、识别及覆盖定位技术研究[D];上海交通大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 楼竞,吴访升,刘栋梁;灰度直方图规定化实现方法的分析[J];江苏技术师范学院学报;2004年04期
2 管业鹏,童林夙,陈娜;基于双目立体视觉的偏转线圈测量方法研究[J];电子学报;2003年09期
3 高庆吉;洪炳熔;阮玉峰;;基于异构双目视觉的全自主足球机器人导航[J];哈尔滨工业大学学报;2003年09期
4 章炜;;机器视觉技术发展及其工业应用[J];红外;2006年02期
5 刘江华,陈佳品,程君实;双目视觉平台的研究[J];机器人技术与应用;2002年01期
6 于舒春;闫继宏;赵杰;蔡鹤皋;;立体视觉的四阶段预处理方法[J];吉林大学学报(工学版);2007年03期
7 徐奕,周军,周源华;立体视觉匹配技术[J];计算机工程与应用;2003年15期
8 张旭明,徐滨士,董世运;用于图像处理的自适应中值滤波[J];计算机辅助设计与图形学学报;2005年02期
9 徐力平;蔡艳艳;;基于CLAHE的尘肺X线胸片增强技术[J];计算机应用;2007年S1期
10 赵小松,张宏伟,张国雄,李真;摄像机标定技术的研究[J];机械工程学报;2002年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杜歆;用于导航的立体视觉系统[D];浙江大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 邹凤娇;摄像机标定及相关技术研究[D];四川大学;2005年
2 赵辉;基于点特征的图像配准算法研究[D];山东大学;2006年
3 张媛;基于计算机视觉理论的三维重构方法的研究[D];西北师范大学;2007年
4 陈西;摄像机标定与三维重建研究[D];北京化工大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩强;;基于广义Hough变换的手写文档整词定位[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2011年05期
2 张备伟,吴福朝;基于正十二边行平面模板的摄象机自标定[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年04期
3 王艳平;冯世杰;;基于计算机视觉技术对杂交水稻裂颖种子的识别研究[J];安徽农业科学;2010年23期
4 程刚;郑小华;阳锋;徐祖舰;;三维全景视觉技术在农业机器人中的应用[J];安徽农业科学;2010年34期
5 何海燕;施培蓓;;基于改进AdaBoost算法的行人检测方法[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2009年03期
6 李言俊,高阳;仿生技术及其应用[J];安阳工学院学报;2005年01期
7 苏中;夏艳;吴细宝;;基于激光双目视觉系统的直径测量[J];半导体光电;2008年01期
8 吴慧兰;刘国栋;刘炳国;胡涛;浦昭邦;;ICF实验靶定位技术研究[J];半导体光电;2008年05期
9 张峰;刘上乾;汪大宝;;基于2D-TDI及运动补偿的红外图像增强算法[J];半导体光电;2010年01期
10 阮秋琦;;模式分类与识别的新动向[J];北方交通大学学报;1993年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘善磊;张亮;;基于相位相关和SURF算法的关键帧实时匹配研究[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 隋树林;孙立宏;姚文龙;袁健;;融合改进UKF/SIFT信息的自主光学导航方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 汪力;叶桦;夏良正;;利用特征点定位嘴巴[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 王海霞;王春艳;卢晓;;手眼视觉系统的自标定技术[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 ;Loop-closing By Using SIFT Features for Mobile Robots[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 黄进;胡英;马孜;汪洋;;弧形扫描系统关键技术研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 周凯;范瑞霞;李位星;;一种基于SIFT的MeanShift-粒子滤波融合跟踪算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 ;Rapid Target Recognition and Tracking under Large Scale Variation Using Semi-Naive Bayesian[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 ;A High-level Image Sequence Fusion Algorithm for Human Detection[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
10 ;Recognition of Corners of Planar Checkboard Pattern Image[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨长强;激光扫描仪检校及车载激光点云的分类与矢量化研究[D];山东科技大学;2010年
2 王玉全;基于全景视觉的移动机器人同时定位与地图创建方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 梁洪;基于内容的医学图像检索及语义建模关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 任桢;图像分类任务的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 沈郑燕;声纳图像去噪与分割技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 王作为;具有认知能力的智能机器人行为学习方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 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
9 吴德烽;计算智能在三维表面扫描机器人系统中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
10 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
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 饶吉来;基于图像处理的型面联接件检测技术研究[D];河南理工大学;2010年
4 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
5 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
6 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
7 孙静;基于双目立体视觉的多相机三维重建技术实现[D];山东科技大学;2010年
8 宗雯雯;基于双目立体视觉的特征点匹配关键技术研究与应用[D];山东科技大学;2010年
9 雒燕飞;地质灾害应急地理信息数据库设计及其应用[D];山东科技大学;2010年
10 唐红梅;基于辐射与空间信息的遥感图像检索[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 余明浪;魏振忠;孙军华;;基于柔性平面靶标的摄像机现场标定方法[J];北京航空航天大学学报;2009年03期
2 李红波;向南;吴渝;;一种改进的室内运动人体检测与轮廓提取算法[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2008年02期
3 杨福刚;;基于视觉传感器的输液中异物检测系统设计[J];传感器与微系统;2010年03期
4 王秀美,贺跃光,曾卓乔;数字化近景摄影测量系统在滑坡监测中的应用[J];测绘通报;2002年02期
5 陈烁华;冯桑;;倒车辅助系统的技术发展[J];城市车辆;2009年10期
6 景劼;;在VC++中调用MATLAB混合编程的方法[J];四川兵工学报;2009年10期
7 周晓晶;赵正旭;;基于照片的三维虚拟人重建技术[J];东南大学学报(自然科学版);2008年04期
8 杨青青;;基于GPRS技术的热网监控软件系统的设计[J];电脑知识与技术;2008年25期
9 卢允伟;陈友荣;;基于拉普拉斯算法的图像锐化算法研究和实现[J];电脑知识与技术;2009年06期
10 王宇;吴炜;张德银;;基于计算机视觉的机场跑道异物检测识别系统[J];电视技术;2010年05期
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 梁栋;基于多视图的参数估计与形状重构[D];安徽大学;2002年
3 柴敬;岩体变形与破坏光纤传感测试基础研究[D];西安科技大学;2003年
4 张春森;序列立体图象三维运动物体定位与跟踪[D];武汉大学;2004年
5 武剑洁;基于点的散乱点云处理技术的研究[D];华中科技大学;2004年
6 钱归平;散乱点云网格重建及修补研究[D];浙江大学;2008年
7 刘楚乔;边坡稳定性摄影监测分析系统研究[D];武汉理工大学;2008年
8 郭龙源;计算机视觉立体匹配相关理论与算法研究[D];南京理工大学;2009年
9 刘亮;视频传感器网络中目标定位跟踪问题研究[D];北京邮电大学;2009年
10 周佳立;双目立体视觉及三维反求研究[D];浙江大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘杰;三角剖分的应用研究[D];辽宁师范大学;2010年
2 孟繁微;车辆垂直泊车转向控制算法研究[D];吉林大学;2011年
3 韩菲菲;基于照相法的人体建模及在车身布置中的应用研究[D];吉林大学;2011年
4 何大鹏;某轿车仪表板骨架视觉检测实验台及检测方法研究[D];吉林大学;2011年
5 崔文诗;基于关节负荷姿势舒适评价的驾驶室布置优化研究[D];吉林大学;2011年
6 周璞;基于嵌入式智能相机的目标检测与覆盖方法研究[D];上海交通大学;2012年
7 蒋春燕;任意拓扑条件下由散乱点自动生成三角网格曲面的算法研究与实现[D];北京工业大学;2001年
8 裘宁;基于Voronoi图的曲面重建算法研究[D];浙江大学;2003年
9 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
10 石继雨;机器人双目立体视觉技术研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 石珍生;跨平台赤潮藻显微图像分析库设计与实现[D];中国海洋大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 祝宇鸿;一种改进的数字图像中值滤波算法[J];长春邮电学院学报;2001年02期
2 张迁,刘政凯,庞彦伟,李威;基于SUSAN算法的航空影像的自动配准[J];测绘学报;2003年03期
3 张琦;机器视觉系统的原理及现状[J];电子工业专用设备;1999年04期
4 刘焕军,王耀南,段峰;机器视觉中的图像采集技术[J];电脑与信息技术;2003年01期
5 薛澄歧;计算机辅助可视电话造型设计案例[J];电子机械工程;2001年02期
6 隋婧,金伟其;双目立体视觉技术的实现及其进展[J];电子技术应用;2004年10期
7 姚鸿勋,高文,王瑞,郎咸波;视觉语言——唇读综述[J];电子学报;2001年02期
8 解凯,郭恒业,张田文;图像Mosaics技术综述[J];电子学报;2004年04期
9 王年;范益政;鲍文霞;韦穗;梁栋;;基于图割的图像匹配算法[J];电子学报;2006年02期
10 游素亚,柳健,徐光佑;利用视觉相位鉴别能力求解立体视觉匹配[J];电子学报;1996年10期
中国博士学位论文全文数据库 前2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
2 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
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 李锋;机器视觉应用技术研究[D];浙江大学;2003年
2 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
3 郭向平;汉代砖石画像计算机处理与农史信息研究[D];西北农林科技大学;2003年
4 郑飞;基于立体视觉的三维场景重建与绘制[D];合肥工业大学;2003年
5 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
6 邱光帅;双目立体视觉在机器人三维重建定位中的方法研究[D];昆明理工大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 祁亨年;汪伟;蒋梁中;;基于双目立体视觉的排爆机器人自动目标抓取[J];广西师范大学学报(自然科学版);2008年03期
2 王振北;;基于车牌定位与双目立体视觉的车距测量[J];软件导刊;2010年10期
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 陈念;李进;王海晖;;双目立体视觉测量系统的研究与实现[J];武汉工程大学学报;2011年05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
6 刘金颂;原思聪;张庆阳;刘道华;;双目立体视觉中的摄像机标定技术研究[J];计算机工程与应用;2008年06期
7 赵鹏;赵德安;;双目立体视觉在果树采摘机器人中的应用[J];农机化研究;2009年01期
8 胡春海;王志凌;;针对工件尺寸测量的现场标定技术[J];传感技术学报;2006年01期
9 黎鹏;刘其洪;雷鸣;徐文斌;;基于立体视觉的大型工件尺寸测量的研究[J];微计算机信息;2008年33期
10 崔开涌;王任杰;林小玲;;机器人双目视觉系统的算法研究与实现[J];计算机工程;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴雪梅;;采摘机器双目立体视觉系统的标定[A];中国农业工程学会2011年学术年会(CSAE 2011)论文摘要集[C];2011年
2 吴能伟;;3D靶标的摄像机标定方法[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
3 张雪波;方勇纯;马博军;;一种基于2D单应矩阵的摄像机标定方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 唐文冰;张彦娥;张东兴;李民赞;;基于双目立体视觉的玉米雄穗识别与定位研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
5 肖帜;吴开华;;用于摄像机标定的图像特征点提取算法[A];浙江省信号处理学会2011学术年会论文集[C];2011年
6 汤春林;;双目立体视觉在模型姿态非接触测量中的应用研究[A];第十二届全国图象图形学学术会议论文集[C];2005年
7 赵越;江南;;基于最小二乘法的摄像机标定参数非线性优化[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
8 孙洁;赵慧洁;;投影栅相位法视觉检测标定技术研究[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
9 付强;全权;蔡开元;;基于自由运动的一维标定物的多摄像机标定[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
10 邱志强;于起峰;;一种高精度摄像机标定法[A];中国图象图形学会第十届全国图像图形学术会议(CIG’2001)和第一届全国虚拟现实技术研讨会(CVR’2001)论文集[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 本报记者 张海志;一名产业工人的创新情结[N];中国知识产权报;2010年
2 本报记者 段佳;果蔬采摘机器人有了三维视力[N];大众科技报;2009年
3 刘戈三;国产3D作何打算[N];人民日报;2010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 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
3 周灿林;用于三维位移测量的投影栅和图像相关的研究[D];天津大学;2005年
4 潘锋;仿人眼颈视觉系统的理论与应用研究[D];浙江大学;2005年
5 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
6 傅荟璇;运动目标识别与光电跟踪定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 王建华;数字式红外手术导航仪关键技术研究[D];上海交通大学;2007年
8 刘斌;基于双目立体视觉的大锻件尺寸在位测量关键技术研究[D];燕山大学;2010年
9 田原嫄;基于数字图像的三维尺寸测量[D];吉林大学;2008年
10 徐观;汽车车轮定位参数视觉检测系统及检定方法的研究[D];吉林大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 党乐;基于双目立体视觉的三维重建方法研究[D];长安大学;2009年
2 朱军军;双目立体视觉系统摄像机标定方法及控制系统研究[D];扬州大学;2010年
3 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
4 刘宁;基于双目立体视觉的手术导航空间点定位系统的研究[D];河南科技大学;2005年
5 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
6 徐金龙;基于双目立体视觉的三维灰度数字图像采集与显示技术研究[D];南京理工大学;2009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 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
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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