基于ORB算法的雙目視覺測量研究.pdf

1、雙目視覺測量是模擬人類視覺的一門仿生學(xué)。人類利用雙目觀察外部世界，獲得物體的位置，顏色，形狀等信息，而雙目視覺就是模仿了這一過程。雙目視覺通過左右兩臺攝像機(jī)采集圖像。測量系統(tǒng)通過提取兩幅圖像的有效信息，完成對應(yīng)點(diǎn)的匹配，根據(jù)空間幾何關(guān)系，獲取目標(biāo)的位置。本課題基于此原理，完成目標(biāo)的相對位置測量。
　　本課題首先查閱了相關(guān)文獻(xiàn)，研究了雙目視覺測量的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向。根據(jù)已有的雙目視覺測量方面的文獻(xiàn)和書籍，詳細(xì)研究了雙目視覺測量的原

2、理。雙目視覺測量首先需要根據(jù)雙目攝像機(jī)的空間幾何關(guān)系，建立攝像機(jī)模型。在建立模型之后，需要對攝像機(jī)的內(nèi)外參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。本課題采用基于張正友標(biāo)定法的MATLAB標(biāo)定工具箱對測量系統(tǒng)使用的攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定。接下來研究了雙目視覺中的極線幾何約束與立體校正。
　　完成建模、標(biāo)定等基礎(chǔ)工作后，本課題詳細(xì)研究了特征提取。在特征提取階段，本課題采用了ORB算法。ORB算法由于其良好的實(shí)時性，因此得到了廣泛的應(yīng)用。本課題在ORB算法的基礎(chǔ)上，加入了

3、高斯尺度空間的構(gòu)造，使得算法能夠在尺度變換情況下，依然能夠準(zhǔn)確快速的檢測到特征點(diǎn)。
　　在特征提取完成以后，本文研究了雙目視覺測量的立體匹配。對匹配方法和立體匹配常用的約束條件進(jìn)行了介紹。通過對原始ORB算法的研究，改進(jìn)了其匹配搜索策略，采用BBF搜索策略對其進(jìn)行匹配搜索。通過PROSAC算法對匹配結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，提高了匹配的準(zhǔn)確性。
　　最后，完成了基于VC++和OpenCV的雙目視覺測量平臺的搭建，融合了本文所研究的算法，