基于双目立体视觉的三维重建系统研究

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1、分类号：TP391单位代码：10190研究生学号：201306023密级：无硕士学位论文基于双目立体视觉的三维重建系统研究Researchonthreedimensionalreconstructionsystembasedonbinocularvision研究生姓名：刘国锐锐专业：电子与通信工程程指导教师姓名：李秀华华指导教师职称：副教授授2016年4月硕士学位论文长春工业大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《基于双目立体视觉的三维重建系统研究》是本人在指导教师的指导下，独立

2、进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：年月日长春工业大学硕士学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春工业大学硕士学位论文版权使用规定”，同意长春工业大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进

3、行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：年月日校内指导教师签名：年月日硕士学位论文摘要随着机器人研究的深入，机器视觉的研究与探索不断向深度和广度发展，机器视觉仿照人类双眼实现获取信息、传递信息、存储信息、处理信息、理解信息的功能，尝试实现在某些场合代替人类视觉工作，在某些场景下补充人类视觉功能完成信息获取和存储。机器视觉的研究分支有两大方向，一种是仿生物学的，一种是基于几何成像原理的。本文选择的是基于几何成像原理的研究方向，基于双目立体视觉的三维重建一定程度上依赖机器视觉

4、技术的发展进步，这项技术还有很多地方值得完善和优化。本文是在对研究者们的研究成果进行学习之后总结了一些关于通过双目摄像头获取左右图片用于三维重建的过程及方法。Marr视觉理论框架为机器视觉理论化和模式化奠定了基础，促进了计算机视觉的极大发展与进步。该理论框架从计算理论层次、表达和算法层次、硬件层次划分了视觉系统。依据Marr视觉理论框架，三维重建过程中输入二维图像，输出三维物体的形状位置及姿态，视觉系统过程实现建立输入输出之间的关系和约束，实现相关处理功能的算法的研究。基于双目视觉的三维重建技术仿照人的

5、视觉原理，利用两个摄像头获取的同一三维物体不同角度的左右二维图像来模拟重建三维模型。基于双目视觉的三维重建包括图像采集、图像预处理、摄像机标定、特征点提取、特征匹配、三维重建等处理过程。基于几何理论，在左右二维图像上寻找特征像素点，基于匹配理论进行匹配，由得到的成对的匹配点进行求取特征点的三维坐标，并用深度图表示求取三维点的效果，表达物体的左右、上下、前后关系。文中重点对摄像机标定方法、特征点提取方法、特征匹配方法进行研究与阐述，过程中研究了Harris角点提取算法，基于窗口的稀疏点匹配及基于窗口的密集

6、点匹配算法，针对上述两种算法的优缺点，提出了一种更好的匹配算法，基于窗口的折中稀疏密集点匹配方法，该匹配方法既提高匹配准确率又提高了匹配速率。搭建硬件平台，结合环境获取符合研究要求的图片，获取的图片格式是BMP格式的，对左右图片进行相关处理是在实验VC平台结合OpenCV及OpenGL上实现的。OpenCV与OpenGL的结合是计算机视觉与三维重建研究过程的重要的工具。关键词：双目视觉三维重建OpenCVOpenGLI硕士学位论文AbstractWiththein-depthresearchofrobo

7、t,machinevisionresearchandexplorationwillcontinuetothedepthandthebreadthdevelopment,machinevisionmodeledhumaneyestoobtaintheinformation,information,informationstorage,informationprocessing,informationtransmission,trytoachieveinsomeoccasionsinsteadofhuman

8、visualworking,insomeofthescenesofhumanvisualfunctioncompletetheinformationacquisitionandstorage.Therearetwomaindirectionsintheresearchofmachinevision,oneisimitatingbiology,oneisbasedontheprincipleofgeometricimaging.Inthisp