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双目视觉系统标定与立体匹配研究
双目视觉系统标定与立体匹配研究
摘要：双目视觉系统是一种模拟人眼双眼立体视觉的系统，可以广泛应用于机器人导航、三维重建、物体识别等领域。本论文主要研究双目视觉系统标定（包括相机内参标定和外参标定）以及立体匹配的相关技术。首先，介绍了双目视觉系统的原理和应用。其次，详细探讨了相机内参标定和外参标定的方法以及立体匹配的算法。最后，通过实验证明了所提出方法的有效性。
1.引言
双目视觉系统是一种模拟人眼双眼视觉的技术，通过两个摄像头分别采集场景的图像，再通过计算机算法进行处理和分析，得到立体视觉信息。它可以为机器人和计算机提供更加准确的三维视觉信息，广泛应用于机器人导航、三维重建、物体识别等领域。
2.双目视觉系统标定
2.1相机内参标定
相机内参标定是指确定相机的内部参数，例如焦距、主点坐标等。常用的相机内参标定方法包括棋盘格标定法、球面标定法和双目标定法等。在本论文中，采用棋盘格标定法来进行相机内参标定，该方法简单易行且精度较高。
2.2相机外参标定
相机外参标定是指确定相机相对于世界坐标系的外部参数。通常需要使用一些已知的三维点和它们在图像中的对应点来求解相机的外参。常用的相机外参标定方法包括单应性矩阵标定法、基础矩阵标定法和双目几何标定法等。根据实际需求，选择合适的标定方法进行标定。
3.立体匹配
立体匹配是指双目视觉系统在获取到两个图像后，通过匹配图像中对应的像素点，从而得到视差（视点之间的像素差异）信息。常用的立体匹配算法有块匹配方法、全局优化方法和深度图方法等。在本论文中，采用全局优化方法进行立体匹配，以获取更准确的视差信息。
4.实验结果
在本研究中，通过使用一台双目视觉系统对特定场景进行标定和立体匹配实验。首先，使用棋盘格标定法进行相机内参标定，得到相机的内部参数。然后，使用相机外参标定方法求解相机的外部参数。最后，通过全局优化方法进行立体匹配，得到视差信息。实验证明，所提出的方法可以有效地进行双目视觉系统标定和立体匹配。
5.结论
本论文主要研究了双目视觉系统标定和立体匹配的相关技术。通过实验证明，所提出的方法可以有效地进行双目视觉系统标定和立体匹配，并获得较为准确的视差信息。双目视觉系统的标定和立体匹配技术在机器人导航、三维重建、物体识别等领域具有广泛应用前景。未来可以进一步研究优化立体匹配算法，提高双目视觉系统的性能和精度。
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