基于面結(jié)構(gòu)光的雙目立體匹配算法研究

顧 超，穆平安

(上海理工大學(xué) 光電信息與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院，上海 200093)

基于面結(jié)構(gòu)光的雙目立體匹配算法研究

顧 超，穆平安

(上海理工大學(xué) 光電信息與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院，上海 200093)

提出一種基于面結(jié)構(gòu)光的四步相移三頻外差的雙目立體匹配方法。將正弦光柵投射到被測(cè)物體上，將左右目CCD采集的光柵圖像進(jìn)行四步相移三頻外差算法相位展開，然后在極線準(zhǔn)則的條件下，確定左右視角主值相位相等的點(diǎn)完成雙目的立體匹配。實(shí)驗(yàn)證明，該方法具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、匹配精度高，在攝像機(jī)精度較低的情況下，具有較好的匹配效果。

光柵；四步相移；三頻外差；立體匹配

雙目視覺法是三維重構(gòu)中常用的形式之一，而結(jié)構(gòu)光三維重構(gòu)是一類重要的無接觸立體測(cè)量方法，其匹配算法應(yīng)具有較高的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。雙目立體匹配的基本原理是從兩個(gè)視點(diǎn)觀察同一物體，匹配出相應(yīng)像點(diǎn)，從而計(jì)算出視差并獲得三維信息[1]。

匹配的傳統(tǒng)方法是，通過對(duì)左右目CCD采集到物體圖像表面的幅度特征進(jìn)行角點(diǎn)檢測(cè)和角點(diǎn)匹配，從而實(shí)現(xiàn)雙目立體視覺中的特征點(diǎn)提取和匹配問題。但當(dāng)重建對(duì)象是一些表面光滑且特征不明顯的物體時(shí)，這種匹配方法就無法達(dá)到較好的效果。為解決這一問題，常用的方法是人為地在物體的表面貼標(biāo)識(shí)產(chǎn)生特征點(diǎn)，再根據(jù)特征點(diǎn)的屬性進(jìn)行匹配[2]。但存在的缺點(diǎn)是每一次匹配均要對(duì)物體進(jìn)行貼片，效率低下。本文研究對(duì)物體投射正弦編碼的面結(jié)構(gòu)光，使其表面產(chǎn)生特性點(diǎn)，完成對(duì)光滑物體表面相應(yīng)像點(diǎn)的匹配[2]。……