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    立体相机三维测量

    发表日期:2011.02.14        发布人:admin    点击量:

    立体视觉测距是仿照人类利用双目感知距离的方法,人两眼从稍有不同的两个角度去观察客观三维世界的景物,由于几何光学的投影,离观察者不同距离的像点在左 右两眼视网膜上就不是在相同的位置上。这种两眼视网膜上位置的差就视差,它反映了客观景物的距离。运用两个或多个摄像机对同一景物从不同位置成像获得立体 像对,通过各种算法匹配出相应像点,从而计算出视差,然后采用基于三角测量的方法恢复距离。把立体视觉测距技术应用到光电成像观瞄和警戒跟踪系统中,可以 解决光电成像系统的测距问题。

    立体成像原理

         双目体视的技术特点 双目标视技术的实现可分为以下步骤:图像获取、摄像机标定、特征提取、图像匹配和三维重建。

    1图像采集

         在图像获取部分见下图说明:摄像机1与2的角距和内部参数都相等,两摄像机的光轴互相平行,二维成像平面摄像机1坐标系和摄像机2坐标系重合,P1与P2分别是空间点P在摄像机1与2上的成像点。

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    2 摄像机标定

         对双目体视而言,CCD摄像机、数码相机是利用计算机技术对物理世界进行重建前的基本测量工具,对它们的标定是实现立体视觉基本而又关键的一步。通常先采 用单摄像机的标定方法,分别得到两个摄像机的内、外参数;再通过同一世界坐标中的一组定标点来建立两个摄像机之间的位置关系。

    3 特征提取

        立体像对需要的特征点应满足以下要求:与传感器类型及抽取特征所用技术等相适应;具有足够的鲁棒性和一致性。

    4 立体匹配

        立体匹配是双目体视中最关系、困难的一步。与普通的图像配准不同,立体像对之间的差异是由摄像时观察点的不同引起的,而不是由其它如景物本身的变化、运动所引起的。

    5 三维重建

        在得到空间任一点在两个图像中的对应坐标和两摄像机参数矩阵的条件下,即可进行空间点的重建。

     

    图 46立体成像显示
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    立体相机应用

       双目体视目前主要应用于四个领域:

    1. 机器人导航
    2. 微操作系统的参数检测
    3. 三维测量
    4. 虚拟现实

    附录

       测距实验误差精度:

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