基于OpenCV的三維重建研究與實現(xiàn).pdf

1、人類有五種感覺：視覺、聽覺、嗅覺、味覺和觸覺，視覺無疑是人類感知世界最重要的方式，并且確實，人類獲取外界的信息，大部分是通過視覺。視覺是人類觀察世界、認(rèn)識世界的重要手段。人類通過眼睛和大腦來獲取、處理和理解視覺信息。
　　計算機視覺就是用計算機實現(xiàn)人的視覺功能，對客觀世界的三維信息進(jìn)行感知和解釋的一門學(xué)科。計算機視覺的研究目的是要使計算機具有通過三維圖像認(rèn)知維信息的能力，包括目標(biāo)物體的形狀、位置、姿態(tài)、運動等。計算機視覺研究的內(nèi)容

2、十分廣泛，包括立體視覺、運動視覺、顏色視覺、主動視覺等。計算機視覺的本質(zhì)是從二維圖像信息重構(gòu)三維物體的可視部分，三維物體表面的重建和表達(dá)問題在視覺研究中不僅具有重要的理論價值，而且也有著廣泛的應(yīng)用需求。盡管人們已在該領(lǐng)域進(jìn)行了大量的工作，但是隨著制造自動化、設(shè)計自動化、車輛導(dǎo)航、智能機器人、人臉識別等技術(shù)的發(fā)展，迫切需求快速、精確、魯棒性強、適用面廣的三維物體形狀重建方法，對計算機視覺理論的發(fā)展提出了更高的要求。立體視覺是計算機視覺的一

3、個重要分支，而其中基于兩幅圖像的雙目立體視覺是立體視覺的一個研究熱點。雙目立體視覺直接模擬人類雙眼處理景物的方式，從兩個視點觀察同一個景物，即由不同位置的兩臺或一臺攝像機經(jīng)過移動或旋轉(zhuǎn)拍攝同一幅場景，通過三角測量的原理計算空間點在兩幅圖像像素間的視差來恢復(fù)目標(biāo)物體的深度信息。最后通過得到的深度信息來恢復(fù)出物體的表面形狀。一個完整的計算機三維重建系統(tǒng)可以分為六個部分：圖像采集、攝像機標(biāo)定、圖像預(yù)處理、特征點的提取和立體匹配、深度信息計算、

4、物體表面三維重建及后處理。其中的關(guān)鍵技術(shù)有攝像機標(biāo)定、圖像立體匹配，以及后處理三項。
　　本文主要考慮基于OpenCV平臺的立體視覺方法，利用CCD或數(shù)碼攝像機和圖像采集卡進(jìn)行圖像采集。這是一種基于被動線索的方法，一般需要解決相機定標(biāo)、特征的檢測和匹配和三維幾何模型的獲取等問題。其中，特征的檢測和匹配是最關(guān)鍵的問題，即如何建立空間中同一點在不同圖像上的對應(yīng)關(guān)系。在匹配上，本文使用了基于窗口的稀疏點匹配和密集點匹配。文章的重點主要在