基于并行處理的實(shí)時(shí)立體匹配算法研究.pdf

1、視覺系統(tǒng)是機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的重要領(lǐng)域之一,其作用等同于人類的視覺感官,能為軀體控制提供大量光學(xué)信息,是機(jī)器人重要的傳感系統(tǒng)和外界環(huán)境信息來源。雙目視覺系統(tǒng)能夠從一對共極線的平行圖像中得到成對平面圖像的深度信息,經(jīng)過處理恢復(fù)出三維地形信息的全貌。由雙目視覺系統(tǒng)得到的三維地形信息,可以進(jìn)行機(jī)器人行走的路徑規(guī)劃導(dǎo)航,并從規(guī)劃好的路徑通過逆運(yùn)動學(xué)求解出機(jī)器人各關(guān)節(jié)的運(yùn)動軌跡,從而完成機(jī)器人的控制功能。
　　立體匹配技術(shù)是雙目視覺系統(tǒng)進(jìn)行三維

2、重建的關(guān)鍵技術(shù),其特點(diǎn)為計(jì)算量大,算法精度與速度相互制約,對實(shí)際場景變化魯棒性差。圖像具有數(shù)據(jù)存儲內(nèi)存消耗大,單像素存儲方式一致的特點(diǎn),根據(jù)其存儲特點(diǎn)提出一套基于CUDA的并行圖像處理算法,該方法包含原始圖像采集的加速存儲、讀取和預(yù)處理及基于視差空間的立體匹配算法。
　　通過研究傳統(tǒng)的立體匹配算法,借鑒局部匹配代價(jià)聚合方法的速度優(yōu)勢和基于分割的全局方法精度優(yōu)勢,根據(jù)GPU硬件并行計(jì)算原理設(shè)計(jì)了一種基于特征點(diǎn)的貝葉斯后驗(yàn)分布視差估計(jì)

3、模型和變十字自適應(yīng)支撐權(quán)重視差填充方法,前者根據(jù)Sobel二次濾波得到的特征點(diǎn),構(gòu)建基于特征點(diǎn)的視差空間,使用貝葉斯后驗(yàn)分布模型對其它像素點(diǎn)在視差空間中進(jìn)行視差值估計(jì);后者對前者排除的像素點(diǎn)進(jìn)行二次估計(jì),得到填充區(qū)域視差值。
　　利用GPU單元處理并行數(shù)據(jù)的運(yùn)算能力對預(yù)處理及立體匹配圖像處理算法進(jìn)行提速,達(dá)到實(shí)時(shí)的效果。為在提高算法速度的同時(shí)保證精度,還對部分算法做出改進(jìn),調(diào)整關(guān)鍵參數(shù),使之達(dá)到更好的效果。在該雙目視覺算法的基礎(chǔ)上