基于雙目立體視覺圖像匹配和三維空間點重建.pdf

1、隨著我國鐵路運輸?shù)目焖侔l(fā)展和列車速度的大幅度提高，鐵路安全問題日益突出。入侵檢測是防范鐵路交通事故的主要手段之一，而基于雙目立體視覺的三維空間點重建系統(tǒng)在鐵路入侵檢測中的目標識別預警方面具有重要的應用前景。
　　本文系統(tǒng)地研究了基于雙目立體視覺的三維空間點重建方法，重點對基于雙目立體視覺的攝像機標定技術和角點檢測與圖像匹配算法以及三維空間點重建進行了深入的探討。
　　首先，引入Levenberg-Marquardt非線性優(yōu)化

2、算法，提出了基于共面點的改進Tsai兩步標定法，并結合誤差評價函數(shù)，通過實驗驗證了該算法在單攝像機標定時計算簡單，實時性強，比傳統(tǒng)算法得到的圖像坐標絕對誤差值小了0.183像素。針對雙目立體視覺系統(tǒng)的雙攝像機標定，提出了雙攝像機系統(tǒng)的綜合誤差評價函數(shù)，進一步優(yōu)化攝像機的標定參數(shù)。
　　然后，結合Harris和SIFT角點檢測算法各自的優(yōu)勢，在深入分析歸一化積相關NPC相似性測度的基礎上，提出了基于改進的SIFT角點檢測與NPC相似

3、度相結合的圖像匹配算法。通過實際測試圖片，證明了該算法的匹配準確度和速度均比傳統(tǒng)算法有了顯著的提高。
　　最后，根據(jù)雙目立體視覺系統(tǒng)中雙攝像機的安裝結構對系統(tǒng)精度的影響以及三維空間點的重建計算模型，結合提出的攝像機標定和圖像匹配算法，計算出了鐵路入侵場景中物體空間點的三維坐標，并恢復了物體的三維信息。三維重建后識別出鐵路入侵目標，并將其進行分類。通過模擬鐵路入侵環(huán)境進行實驗，結果表明本文提出的算法對三維空間點重建系統(tǒng)的實現(xiàn)效果較好