双目立体视觉算法应用

双目立体视觉算法应用

黄聪马腾牛秀娟王沁

西安工业大学710021

摘要：基于双目立体视觉的测距方法以其非接触式的被动测量、精度高、测量方式比较灵活、能够提供直观丰富的图像信息等优点，在军事、工业、医学、航空航天等领域都有着广阔的应用前景。本文主要研究了一种基于双目立体视觉技术的测距算法。分析了典型双目立体视觉系统的结构，提出了本测距系统的构成，主要包括：图像获取，感兴趣区域提取，只对感兴趣区域进行图像预处理，图像匹配，构建测距模型，最后实现距离测量。

关键词：双目测距；感兴趣区域提取；动态模板匹配；OpenCV

[Abstract]Themethodofdistance-measurementbasedontheprincipleofbinocularstereovisionhasbroadapplicationprospectsinthefieldsofmilitary，industryandsoonbecauseofitsnon-contactpassivemeasurement，highprecision，flexiblemeasurementwayandcanprovideintuitiveandrichimageinformation.Thispapermainlystudiesarangingalgorithmbasedonbinocularstereoscopicvisiontechnology.Thestructureofthetypicalbinocularstereoscopicvisionsystemisanalyzed，andthecompositionofthedistance-measurementsystemisputforward.Itmainlyincludesimageacquisition，regionofinterestextraction，imagepreprocessingisonlyfortheregionofinterest，imagematching，buildingdistancemeasurementmodel，andfinallydistancemeasurement.

[keywords]binoculardistancemeasurement；regionofinterestextraction；dynamictemplatematching；OpenCV

1.引言

测量距离的方法有很多种。其中目前常用的测距方法包括：基于电涡流效应的测距方法、基于超声波技术的测距方法、基于激光技术的测距方法、基于红外线技术的测距方法、基于立体视觉技术的测距方法等。基于立体视觉技术的测距方法主要是借助各种视觉传感器（如CCD工业相机、CMOS摄像器件）来模拟生物视觉系统，得到二维投影图像，根据一系列技术重建世界景物的三维坐标值，从而达到测距的效果。[1]通常情况下，立体视觉方法可以分为单目立体视觉、双目立体视觉和多目立体视觉。单目立体视觉就是利用一个摄像机完成测量的情况。在测量过程中需要提前知道被测物体的运动轨迹，所以这种方法有很大的局限性。随着计算机视觉技术的发展，双目立体视觉技术被提出来，它是由两个摄像机组成并完成测量。[2]它的原理就是用两个摄像机从不同的角度对同一个目标进行拍摄，得到两幅二维图像信息，再通过各种算法，将这两幅二维图像进行匹配，得到匹配视差，通过视差来还原出目标的三维坐标。从而计算出目标到摄像机的距离。双目立体视觉以其测量精度高、速度快、结构简单、成本低、测量方式方便灵活、被动方式测量等优点，在机器人导航、无人驾驶、生物医学、汽车辅助倒车、监测气象云图像、监测交通状况、机械制造及军事等领域有着优越的实用前景。

2.双目立体视觉测距原理

2.1双目立体视觉测距系统中的视差

参考文献

[1]张远鹏，董海.周文灵计算机图像处理技术基础[M].北京：北京大学出版社，1996，6.

[2]周国清，唐晓芳.计算机视觉及应用[M].计算机用户，1996，13（8）：3-6.

[3]陈再良.图像感兴趣区域提取方法研究[D].北京：中南大学，2012，5.

[4]陈素霞.图像感兴趣区域技术提取技术研究[D].焦作：河南理工大学，2009.10

基金资助：大学生创新创业基金（201710702022）