雙目立體視覺是一門有著廣闊應(yīng)用前景的學(xué)科，根據(jù)雙目立體視覺CCAS提供的思路及組成原理，隨著光學(xué)、電子學(xué)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，將不斷進(jìn)步，逐漸實(shí)用化，不僅將成為工業(yè)檢測(cè)、生物醫(yī)學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，還有可能應(yīng)用于航天遙測(cè)、軍事偵察等領(lǐng)域。目前在國(guó)外，雙目立體視覺技術(shù)已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活中。

雙目視覺三維定位原理

雙目立體視覺三維測(cè)量是基于視差原理。

其中基線距B=兩攝像機(jī)的投影中心連線的距離；相機(jī)焦距為f。設(shè)兩攝像機(jī)在同一時(shí)刻觀看空間物體的同一特征點(diǎn)（xc，yc，zc），分別在“左眼”和“右眼”上獲取了點(diǎn)P的圖像，它們的圖像坐標(biāo)分別為pleft=（Xleft，Yleft），pright=（Xright，Yright）。

現(xiàn)兩攝像機(jī)的圖像在同一個(gè)平面上，則特征點(diǎn)P的圖像坐標(biāo)Y坐標(biāo)相同，即Yleft=Yright=Y，則由三角幾何關(guān)系得到：

則視差為：leftrightDisparityXX??。由此可計(jì)算出特征點(diǎn)P在相機(jī)坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)為：

因此，左相機(jī)像面上的任意一點(diǎn)只要能在右相機(jī)像面上找到對(duì)應(yīng)的匹配點(diǎn)，就可以確定出該點(diǎn)的三維坐標(biāo)。這種方法是完全的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)算，像面上所有點(diǎn)只要存在相應(yīng)的匹配點(diǎn)，就可以參與上述運(yùn)算，從而獲取其對(duì)應(yīng)的三維坐標(biāo)。

雙目立體視覺的三維測(cè)量方法

雙目立體測(cè)量的特點(diǎn)類似于“雙目導(dǎo)航、定位”，一般來說：第一、需要提取的點(diǎn)不多，僅把被測(cè)物需要測(cè)量部分的點(diǎn)找到即可；第二、速度要求較高，一般要求一秒中測(cè)量多個(gè)產(chǎn)品；第三、對(duì)光照環(huán)境要求高。因?yàn)闇y(cè)量的時(shí)候相機(jī)和被測(cè)物必然有相對(duì)位移，所以拍攝到的圖像可能各個(gè)角度都會(huì)有。一般的實(shí)現(xiàn)步驟如下：

第一、相機(jī)參數(shù)標(biāo)定。這部分前文已經(jīng)說過，不再細(xì)說了，有興趣的可以去看CCAS雙目立體視覺的相關(guān)資料。這部分的主要目的：獲取相機(jī)的內(nèi)參數(shù)和鏡頭畸變系數(shù)、獲取雙相機(jī)在當(dāng)前角度下立體參數(shù)。

第二、對(duì)被測(cè)物進(jìn)行拍攝，并獲取被測(cè)部分的特征點(diǎn)。這是雙目立體視覺測(cè)量最重要的部分。主要難點(diǎn)在于該用哪些算法來獲取特征點(diǎn)，并且這種特征點(diǎn)的獲取方式上，不能用打激光點(diǎn)或手動(dòng)貼特征點(diǎn)這樣的方式來“取巧”，必須尊重原圖。根據(jù)CCAS提供的一些圖像預(yù)處理算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，一般提取特征點(diǎn)時(shí)需要用到數(shù)十種以上的預(yù)處理算法，而這些算法中的參數(shù)需要不斷的去實(shí)驗(yàn)。由于CCAS提供二次開發(fā)庫(kù)，所以在一些極端情況下用戶還可以在其中加入一些其他的算法。其最終目的還是把特征點(diǎn)準(zhǔn)確的找到。

第三、三維坐標(biāo)獲取。完成以上步驟后，就可以進(jìn)行立體匹配并計(jì)算三維坐標(biāo)來。這部分比較簡(jiǎn)單，只要給出來數(shù)學(xué)模型了直接帶入公式即可。CCAS提供了相應(yīng)的算法模型和和例程。

第四、指定測(cè)量范圍并輸出結(jié)果。