基于双目视觉的三维测量技术开题报告

1. 研究目的与意义

客观世界在空间上是三维的，在工程技术界一般要对三维物体进行分析，以便获取有用的信息。

目前，人多数图像采集装置所获取的图像本身是在二维平面上的。

因此，要从图像认识真实物体，就要从二维图像中恢复三维空间信息。

2. 课题关键问题和重难点

关键点：(1)图像获取：在进行图像处理之前，先要用摄像机获取三维物体的二维图像。

光照条件、相机的几何特性等对后续的图像处理造成很大的影响。

(2)摄像机标定通过摄像机标定来建立有效的成像模型，求解出摄像机的内外参数，这样就可以结合图像的匹配结果得到空间中的三维点坐标，从而达到进行三维重建的目的。

3. 国内外研究现状（文献综述）

周科杰等[1]对双目视觉三维测量的各项技术进行了深入研究,设计了双目视觉系统,并对该系统应用于燃料组件尺寸测量进行了尝试。

在双目视觉标定方面,首先对单摄像机的成像模型、经典的单摄像机标定方法、双目摄像机标定原理进行了深入研究。

在此基础上,搭建了双目视觉系统,以实心圆靶标标定板作为标定物对系统进行标定,经多次重复实验表明,系统标定精度稳定在0.06个像素左右。

4. 研究方案

(1)图像处理：使用双目相机获取图像信息，并进行图像预处理操作。

一个完整的图像处理系统一般可以从以下三个方面分段进行。

第一：图像处理阶段，主要是像素级的处理，包括滤除噪声、灰度变换、校正、图像增强等预处理阶段。

5. 工作计划

第1-2周，熟悉课题研究内容，查阅相关文献资料第3-4周，根据课题研究背景选择合适的双目相机以达到获取图像信息的目的，同时对图像信息进行预处理操作，如滤波、灰度化、降噪等第5-6周，制做相机标定板，学习张友定标定算法，根据张友定标定法对选型的双目相机进行内外参数的标度，同时对相机本身畸变进行矫正处理。

第7-8周，选择合适的算法进行对图像特征信息进行提取，然后进行立体匹配，为后面进行三维重建做准备。

第8-10周，根据立体匹配的信息，对现实场景进行利用相关技术进行三维重建，获取环境内物体的三维状态信息。