【摘 要】
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双目立体视觉具有成本低、功耗小、效率高等优点,被广泛应用于军事设备、虚拟现实、医疗辅助、侦查救援等方面。楼梯是现代建筑中常见的建筑结构,对于在现代建筑中运动的机器
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双目立体视觉具有成本低、功耗小、效率高等优点,被广泛应用于军事设备、虚拟现实、医疗辅助、侦查救援等方面。楼梯是现代建筑中常见的建筑结构,对于在现代建筑中运动的机器人,楼梯是必须征服的建筑结构,如果对攀爬楼梯的精度有要求,则不仅仅需要对楼梯进行三维测量,更需要精确的三维图像作为支撑,本文选用双目立体视觉对进行楼梯三维图像构建。首先,研究了立体匹配中全局算法和局部算法的优缺点,结合楼梯图像的实际情况,将全局算法作为研究的重点,并且提出了本文的技术路线。其次,搭建并标定了一套双目摄像机系统,使用张正友标定法对双目摄像机进行标定,获得了摄像机的内外参数以及两个摄像机之间的位置参数,为后期的立体匹配和三维构建做好准备。然后,针对半全局立体匹配算法无法充分、合理利用待匹配像素周围的像素,从而导致在弱纹理区域易造成误匹配的缺点,本文将最小生成树结构融入到半全局立体匹配算法中,使图像中每一个像素为待匹配像素提供合理的支持权值,借此提高立体匹配精度。使用Middlebury资料库中提供的三对标准图像对经典算法和本文改进后算法的误匹配率进行比较,对比实现结果表明:相较于经典的半全局立体匹配算法,本文改进后算法使Cones图像误匹配率降低0.33%,Teddy图像误匹配率降低2.21%,Tsukuba图像误匹配率降低3.66%,因此本文提出的立体匹配算法的匹配精度有所提高。最后,使用本文改进的算法提取楼梯视差图,根据视差计算楼梯图像各个像素的三维坐标,提取出楼梯图像的深度图,还计算了楼梯的长宽高数据,实现了楼梯三维图像构建的预定目标。
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