双目视觉技术是一种基于计算机视觉的三维重建方法,它利用两个或多个摄像头捕捉不同视角的图像,通过图像处理和几何计算来恢复场景的三维信息。本项目提供的"双目标定,双目测距,双目测深度,双目求深度程序v2(基于opencv2.4.9,不需要扩展库)"是一个实用的双目视觉应用,适用于学习和实践相关技术。 双目标定是整个双目视觉系统的基础。目标定是指确定两个摄像头之间的相对位置和姿态,即内参和外参的估计。内参包括焦距、主点坐标等,外参描述了摄像头在空间中的位置和方向。这个过程通常通过拍摄已知标定板(如棋盘格)的多张图像,然后使用opencv中的calibrateCamera函数进行标定。 在标定完成后,我们可以利用两摄像头获取的图像对进行同步采集,并进行特征匹配。常用的方法有SIFT、SURF、ORB等特征检测算法,找到对应点对。接下来,通过Epipolar Geometry(基线上的射影几何)理论,可以建立左右图像像素间的几何关系,这一步被称为几何匹配。 然后,使用立体匹配算法,如半全局匹配(Semi-Global Matching, SGM)或BM算法,计算视差图。视差图表示每个像素在另一个图像中的对应位置的偏移量,反映了物体的深度信息。视差越大,物体离摄像头越远;反之,物体越近。 有了视差图,我们就可以计算出每个像素的深度信息,即Z值。这个过程通常采用三角测量原理,结合摄像头的内参和外参,以及左右图像像素间的视差,可以得到像素在三维空间中的位置。 双目测距则是利用双目视觉系统获取的深度信息,结合摄像头的固定位置,计算出场景中物体的实际距离。对于点P,其在世界坐标系中的三维坐标可以通过以下公式计算: \[ P_w = K [R | t] P_c \] 其中,\( P_w \)是世界坐标系中的点,\( P_c \)是相机坐标系中的点(由视差和图像坐标计算得到),K是内参数矩阵,R是旋转矩阵,t是平移向量。 这个程序基于opencv2.4.9版本,这是一个广泛使用的开源计算机视觉库,提供了丰富的图像处理和计算机视觉功能。值得注意的是,本程序无需额外的扩展库,这意味着它可以更方便地在各种环境中运行。 这个项目涵盖了双目视觉的关键技术,包括摄像头标定、特征匹配、立体匹配、深度计算和测距,对于理解双目视觉系统的工作原理和实践具有很高的价值。通过学习和实践这个程序,可以深入掌握双目视觉技术,并可能应用于机器人导航、自动驾驶、3D重建等领域。
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