雙目視覺測(cè)量系統(tǒng)誤差分析與控制.pdf

1、在計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域，如何利用兩張照片恢復(fù)照片上的三維信息占有重要地位。這種利用計(jì)算機(jī)技術(shù)模仿人類視覺的技術(shù)被稱為雙目視覺技術(shù)，雙目視覺技術(shù)在機(jī)器人技術(shù)，目標(biāo)物體的自動(dòng)跟蹤，事故現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景恢復(fù)以及三維重建過(guò)程中被得到廣泛應(yīng)用。
　　 人類的大腦用兩只眼睛獲取圖像，圖像經(jīng)過(guò)大腦加工在大腦中形成物體的三維信息。雙目視覺利用兩個(gè)攝像頭模仿人的兩只眼睛，兩個(gè)攝像頭獲取兩幅或者更多張同一場(chǎng)景的照片，在計(jì)算機(jī)中根據(jù)雙目視覺理論還原出場(chǎng)景的三維信息

2、。基于幾何理論的雙目視覺體系的基本理論是針孔模型，從針孔模型理論中發(fā)現(xiàn)，僅僅從一副圖像上是無(wú)法確定場(chǎng)景中物體的三維信息的。只有存在兩個(gè)不同的空間某點(diǎn)的成像點(diǎn)，才可以計(jì)算出空間中某點(diǎn)的深度信息（按照雙目視覺理論，計(jì)算出空間中某點(diǎn)的深度信息就能計(jì)算出某點(diǎn)的三維坐標(biāo)）。這種利用空間中某點(diǎn)的兩個(gè)或者多個(gè)成像點(diǎn)恢復(fù)點(diǎn)的空間深度信息的方法叫做立體視覺方法，而立體視覺的過(guò)程就稱為三維重建。三維重建包含很多工作，其中包含圖像獲取，特征點(diǎn)匹配，攝像機(jī)標(biāo)定

3、等工作，每一步驟都對(duì)三維重建產(chǎn)生深刻的影響。三維重建技術(shù)在理論上日臻趨于成熟，但是在實(shí)際應(yīng)用中總是由于會(huì)出現(xiàn)匹配誤差，標(biāo)定誤差的原因?qū)е轮亟ńY(jié)果誤差較大。因此，在實(shí)際應(yīng)用中控制三維重建過(guò)程中的每個(gè)步驟中的誤差是關(guān)鍵。
　　 本文對(duì)基于雙目視覺的三維測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了討論，著重分析了三維測(cè)量系統(tǒng)中誤差產(chǎn)生的原因以及誤差與三維測(cè)量中各個(gè)變量之間的關(guān)系。在雙目視覺測(cè)量系統(tǒng)中，測(cè)量誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果影響很大。誤差一般分為兩類，一類是由標(biāo)定產(chǎn)生的

4、誤差，一類是在測(cè)量過(guò)程中產(chǎn)生的誤差。本文假定標(biāo)定的結(jié)果準(zhǔn)確，主要討論在實(shí)際三維測(cè)量過(guò)程中，影響測(cè)量結(jié)果精度的因素以及各個(gè)因素對(duì)精度的影響程度。根據(jù)世界坐標(biāo)系中的點(diǎn)在CCD上的投影點(diǎn)和理想值之間的偏差，在理論上分析了焦距、攝像機(jī)基線距離、攝像機(jī)光軸夾角以及被測(cè)物體到攝像機(jī)的深度與測(cè)量誤差之間的關(guān)系，并在實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證了系統(tǒng)參數(shù)對(duì)測(cè)量結(jié)果精度的影響。本文的研究目的旨在實(shí)際應(yīng)用中指導(dǎo)用戶如何設(shè)置相機(jī)才能減少誤差，使得測(cè)量的結(jié)果滿足所需的精度需求。