基于雙目立體視覺圖像匹配和三維空間點(diǎn)重建.pdf

1、隨著我國(guó)鐵路運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展和列車速度的大幅度提高，鐵路安全問題日益突出。入侵檢測(cè)是防范鐵路交通事故的主要手段之一，而基于雙目立體視覺的三維空間點(diǎn)重建系統(tǒng)在鐵路入侵檢測(cè)中的目標(biāo)識(shí)別預(yù)警方面具有重要的應(yīng)用前景。
　　本文系統(tǒng)地研究了基于雙目立體視覺的三維空間點(diǎn)重建方法，重點(diǎn)對(duì)基于雙目立體視覺的攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù)和角點(diǎn)檢測(cè)與圖像匹配算法以及三維空間點(diǎn)重建進(jìn)行了深入的探討。
　　首先，引入Levenberg-Marquardt非線性優(yōu)化

2、算法，提出了基于共面點(diǎn)的改進(jìn)Tsai兩步標(biāo)定法，并結(jié)合誤差評(píng)價(jià)函數(shù)，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該算法在單攝像機(jī)標(biāo)定時(shí)計(jì)算簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，比傳統(tǒng)算法得到的圖像坐標(biāo)絕對(duì)誤差值小了0.183像素。針對(duì)雙目立體視覺系統(tǒng)的雙攝像機(jī)標(biāo)定，提出了雙攝像機(jī)系統(tǒng)的綜合誤差評(píng)價(jià)函數(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化攝像機(jī)的標(biāo)定參數(shù)。
　　然后，結(jié)合Harris和SIFT角點(diǎn)檢測(cè)算法各自的優(yōu)勢(shì)，在深入分析歸一化積相關(guān)NPC相似性測(cè)度的基礎(chǔ)上，提出了基于改進(jìn)的SIFT角點(diǎn)檢測(cè)與NPC相似

3、度相結(jié)合的圖像匹配算法。通過實(shí)際測(cè)試圖片，證明了該算法的匹配準(zhǔn)確度和速度均比傳統(tǒng)算法有了顯著的提高。
　　最后，根據(jù)雙目立體視覺系統(tǒng)中雙攝像機(jī)的安裝結(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)精度的影響以及三維空間點(diǎn)的重建計(jì)算模型，結(jié)合提出的攝像機(jī)標(biāo)定和圖像匹配算法，計(jì)算出了鐵路入侵場(chǎng)景中物體空間點(diǎn)的三維坐標(biāo)，并恢復(fù)了物體的三維信息。三維重建后識(shí)別出鐵路入侵目標(biāo)，并將其進(jìn)行分類。通過模擬鐵路入侵環(huán)境進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明本文提出的算法對(duì)三維空間點(diǎn)重建系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)效果較好