雙目立體視覺定位系統(tǒng)關鍵技術研究.pdf

1、隨著計算機和信息技術的迅猛發(fā)展，立體視覺尤其是雙目立體視覺被廣泛應用于社會許多領域，這些領域包括零件識別與定位、工業(yè)檢測、醫(yī)學檢查和導航、視頻監(jiān)控、移動機器人導航等，興起了一波以立體視覺為導向的熱潮，從而在一定程度上解放了人類的雙眼，同時也促進了科學可視化技術的巨大進步。隨著機器視覺理論越來越廣泛的應用，利用計算機圖像處理技術，對視頻、圖像進行處理，實現(xiàn)對目標有效、實時、定位跟蹤的研究越來越受到人們的關注，本文對雙目立體視覺定位系統(tǒng)關鍵

2、技術的研究，在零件識別與定位、移動機器人導航、醫(yī)學檢查和手術導航、安全鑒別、監(jiān)視與跟蹤等領域有著實際的應用價值。
　　 本課題以手術導航為實際應用背景，想通過建立一個基于立體視覺的手術探針定位系統(tǒng)，來輔助外科醫(yī)生順利完成手術，提高臨床手術的成功率。基于這個目的，本課題重點做了以下幾項工作。
　　 第一，搭建了一個配置簡單、合理的雙目立體視覺定位系統(tǒng)硬件平臺。其中主要包括:Point Grey Research(PGR)公

3、司的Bumblee2攝像機、博視通1394圖像采集卡、戴爾Dimension E520計算機、手術探針模型等，并在硬件的基礎上，設計了雙目視覺系統(tǒng)的軟件流程圖。
　　 第二，在攝像機標定和圖像畸變校正方面，本課題要求標定方法要簡單、靈活，標定精度高。所以，論文研究分析了國、內(nèi)外常用的幾種標定方法，最后采用了張正友基于平面模板的標定方法，并借助于MATLAB7.1軟件平臺，得到了理想的攝像機標定結果;提出了一種圖像徑向畸變的校正效

4、果評估的方法，實驗結果顯示校正誤差為0.6204個像素，能夠滿足多數(shù)視覺測量應用的精度要求。
　　 第三，立體匹配和三維重建方面，立體匹配，在立體視覺中可以說是最為困難的一步，在查閱大量國內(nèi)外資料的基礎上，提出了基于X型特征點的匹配方法，采用了X型角點子像素級提取方法，得到圖像對上角點的精確坐標，并利用極線約束，實現(xiàn)了對應角點的準確配對，并在此基礎上，對立體視覺三維重建方法、原理進行了分析。
　　 第四，設計了一種定位標