雙目立體視覺(jué)具有極高的識(shí)別準(zhǔn)確率，其主要應(yīng)用包括雙目視覺(jué)導(dǎo)航、定位；三維重構(gòu)；雙目立體測(cè)量；空間三維立體跟蹤等。雙目視覺(jué)的基本原理就是模擬人眼并利用空間幾何模型推導(dǎo)出相應(yīng)的算法來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。下面，以機(jī)器人導(dǎo)航應(yīng)用為例為您詳細(xì)解析雙目立體視覺(jué)的實(shí)際應(yīng)用。
第一、提取感興趣的點(diǎn)（特征檢測(cè)）
就是把我們感興趣的物體分割出來(lái)，針對(duì)導(dǎo)航、定位來(lái)說(shuō)就是把機(jī)器人前面的障礙物找到。這種應(yīng)用在特征點(diǎn)提取這部分的特點(diǎn)是：需要提取的特征點(diǎn)較少、提取速度要求高。具體速度需要根據(jù)機(jī)器人的總體精度來(lái)衡量。一般來(lái)說(shuō)一秒鐘至少要給機(jī)器人五個(gè)以上的信號(hào)，也就是說(shuō)每秒至少采集五幀以上的圖像并分別處理。
在這個(gè)過(guò)程中，首先必須得提取到障礙物的信息，我們很容易想到可以給機(jī)器人上面安裝一個(gè)攝像頭來(lái)對(duì)前方的道路情況進(jìn)行拍攝。但是如果是用一個(gè)攝像頭，我們只能得到障礙物的平面信息，也就是X、Y坐標(biāo)信息，機(jī)器人并不知道應(yīng)該再走多遠(yuǎn)才能實(shí)施避障動(dòng)作。
所以我們需要再加一個(gè)攝像頭從另外的角度去拍攝這個(gè)障礙物。這樣一來(lái)就能得到兩張從不同角度來(lái)描述該障礙物的圖片了。然后再加入一些合適的預(yù)處理算法（圖像處理），比如二值化、邊緣提取、特征點(diǎn)去噪（需要根據(jù)具體的場(chǎng)景，選擇合適的算法）等把兩張圖片中的障礙物提取、分割出來(lái)。這樣就完成了特征點(diǎn)提取，為下一步“精確化數(shù)字描述”做好了基礎(chǔ)。
第二、精確化數(shù)字描述（立體匹配、姿態(tài)測(cè)量）
這部分指的是分割出障礙物的特征點(diǎn)以后需要用有效的數(shù)值來(lái)描述，在雙目視覺(jué)系統(tǒng)中當(dāng)然就是用三維坐標(biāo)來(lái)描述了。如果在安裝好雙目相機(jī)的同時(shí)還進(jìn)行了單目相機(jī)標(biāo)定和雙目相機(jī)標(biāo)定（見(jiàn)第三部分），確認(rèn)了雙相機(jī)、鏡頭的參數(shù)矩陣，得到平移向量和旋轉(zhuǎn)矩陣。那么根據(jù)雙目立體匹配原理帶入就可以得出該障礙物的三維坐標(biāo)值了。把該三維坐標(biāo)值輸入機(jī)器人控制系統(tǒng)，機(jī)器人就可以智能的實(shí)現(xiàn)避障了。
在這部分中用到了“立體匹配”算法，其實(shí)該算法是和雙目標(biāo)定相結(jié)合，該算法根據(jù)特征點(diǎn)在左右圖像中的坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行基礎(chǔ)矩陣的計(jì)算并將左右圖像的同名坐標(biāo)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)。在這個(gè)過(guò)程中用到的“平移向量”和“旋轉(zhuǎn)矩陣”就是下一步雙目標(biāo)定中給出的參數(shù)。
第三、雙目標(biāo)定
雙目標(biāo)定就是利用已知世界坐標(biāo)系（標(biāo)定板）和圖像坐標(biāo)系（對(duì)標(biāo)定板圖像處理后結(jié)果）的對(duì)應(yīng)關(guān)系，計(jì)算出雙目相機(jī)在當(dāng)前位置關(guān)系下的參數(shù)信息。標(biāo)定完成后，用該雙目系統(tǒng)去觀測(cè)未知世界坐標(biāo)系時(shí)就可以得到其三維信息了。事實(shí)上，在雙目標(biāo)定前，還需要對(duì)每個(gè)相機(jī)做單相機(jī)標(biāo)定，以確定其畸變系數(shù)、相機(jī)內(nèi)參矩陣等。這樣做的目的是為了使左右相機(jī)獲取到的圖像都能校正為標(biāo)準(zhǔn)圖像后再進(jìn)行處理。
網(wǎng)站客服
粵公網(wǎng)安備 44030402000946號(hào)