雙目立體視覺原理

設一個為參考平面，一個為目標平面。增加了一個攝像頭后，P與Q在目標面T上有分別的成像點

雙目立體視覺：從兩個不同的位置觀察同一物體，用三角測量原理計算攝像機到該物體的距離的 方法

原理：三角測量

計算：

相機焦距 f?

左右相機基線 b

視差 d ：需要知道左相機的每個像素點(xl, yl)和右相機中對應點(xr, yr)的對應關系

雙目相機標定

立體相機標定用于確定立體相機對中相機的內參以及相對位置

得到兩個相機的內外參數、單應矩陣

極線與視差計算

極線：

極線約束：在一個圖像平面上，所有的外極線都交于外極點

? ? ? ? 外極平面：通過兩個攝像機中心和場景特征點的平面

? ? ? ? 外極線：外極平面與圖像平面的交線

? ? ? ? 外極點：兩臺攝像機中心的連線與圖像平面的交點

相機C1，C2如果不是在同一直線上：對兩張圖片用單應矩陣變換

互相平行

圖像匹配

對應點應該是在極線附近，搜索范圍適當放寬

判斷對應點時的問題：

（1）失真與噪聲

（2）鏡面反射

（3）透視失真

（4）透視縮放

圖像“灰度”匹配：通過利用某種相似性度量，如相關函數、協方差函數、差平方和、差絕對值和等測度極值，判定兩幅圖像中的對應關系

圖像“特征”匹配：通過分別提取兩個或多個圖像的特征（點、線、面等特征），對特征進行參數描述，然后運用所描述的參數來進行匹配

“雙目立體視覺”測距步驟

Step 1-確定攝像機的相對幾何位置和有關參數，即攝像機的標定（Calibration）

Step 2-尋找在兩幅圖像中都便于區分的特征，或用于匹配的 基元

Step 3-把左、右兩幅圖像中的有關特征進行匹配，即解決特征匹配的方法問題

Step 4-根據視差計算成像物體相對攝像機的距離

“雙目立體視覺”應用特點

對相機硬件要求低，成本低

對環境光照非常敏感

不適用于單調缺乏紋理的場景

計算復雜度高，需要逐像素計算匹配

相機基線限制了測量范圍：基線越大，測量范圍越遠