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水下双目立体视觉对应点匹配与三维重建方法研究 被引量：8
1
作者 庄苏锋 屠大维 +1 位作者 张旭 姚钦舟 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期147-154,共8页
针对水下双目立体视觉成像稠密立体匹配因不满足空气中极线约束问题,提出一种水下对应点匹配与三维测量方法,可将水下双目相机采集的立体图像校正为符合共面行对齐原则的图像对,再套用空气中成熟的立体匹配方法得到水下左右相机图像视差... 针对水下双目立体视觉成像稠密立体匹配因不满足空气中极线约束问题,提出一种水下对应点匹配与三维测量方法,可将水下双目相机采集的立体图像校正为符合共面行对齐原则的图像对,再套用空气中成熟的立体匹配方法得到水下左右相机图像视差图,从而实现水下目标的三维重建。首先,将进入相机的所有光线总和看成光场,采用四维光场参数表达对每一条光线建模,据此建立相机的折射成像模型和双目立体视觉模型并计算光线的方向向量;根据光线的光场表达将光线转化为点矢量的形式,计算方向图像上任意像点对应原图像的像素坐标并确定位置映射关系。通过插值即可快速得到符合行对齐原则的左、右方向图像,并最终获得每条光线对应的视差图。仿真结果表明,方向图像的行对齐误差小于0.8 pixel。水池实验采用事先标定的靶球作为目标物,利用随机散点主动投射以增加目标物表面的纹理信息,对靶球多次测量的均方根误差为2.8 mm,具有较高的测量精度。 展开更多
关键词 水下双目立体视觉 水下立体匹配 水下三维重建 光线的四维参数化表达 水下双目立体视觉折射模型
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基于深度约束的水下稠密立体匹配 被引量：5
2
作者 李雅倩 张岩松 +2 位作者 李海滨 张文明 贾璐 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期198-207,共10页
针对双目水下图像匹配不满足空气中常规极线约束的问题,提出一种基于深度约束的半全局算法以实现水下稠密立体匹配.首先采用深度约束确定匹配过程的深度约束搜索区域.然后,基于深度约束区域将绝对差值和梯度计算推广到二维区域并进行加... 针对双目水下图像匹配不满足空气中常规极线约束的问题,提出一种基于深度约束的半全局算法以实现水下稠密立体匹配.首先采用深度约束确定匹配过程的深度约束搜索区域.然后,基于深度约束区域将绝对差值和梯度计算推广到二维区域并进行加权融合.在深度约束区域内的搜索过程中,采用胜者为王的策略确定某一视差值下的最佳行差及最佳行差下的匹配代价,并将其作为能量函数的数据项应用于半全局算法中,进行匹配代价的聚合.最后采用抛物线拟合法得到亚像素级的稠密视差图.在水下图片上进行的稠密立体匹配结果表明:相较于其他半全局匹配算法,本文算法在极大提高运行速度的前提下,可以获得良好的水下稠密立体匹配效果. 展开更多
关键词 机器视觉 水下立体匹配 深度约束 水下图像 曲线极线 半全局算法 稠密视差
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一种基于ORB特征的水下立体匹配方法 被引量：3
3
作者 李佳宽 孙春生 +1 位作者 胡艺铭 于洪志 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期56-63,共8页
针对水下环境中传统算法对双目图像匹配时存在速度慢、误匹配较多等问题,提出一种基于ORB(的特征检测和曲线极线约束相结合的水下立体匹配方法。先检测图像的特征点,生成描述子,并进行特征匹配;然后根据折射定律,结合双目相机的内外参数... 针对水下环境中传统算法对双目图像匹配时存在速度慢、误匹配较多等问题,提出一种基于ORB(的特征检测和曲线极线约束相结合的水下立体匹配方法。先检测图像的特征点,生成描述子,并进行特征匹配;然后根据折射定律,结合双目相机的内外参数,推导出水下曲线极线;最后结合水下曲线极线约束,剔除误匹配点。实验结果表明,相比传统的SIFT算法与曲线约束,论文提出的立体匹配方法在有效控制误匹配的情况下,显著提高了运算速度,对提升水下双目视觉系统的快速处理能力具有实践意义。 展开更多
关键词 双目立体视觉 水下立体匹配 特征匹配 ORB特征 曲线极线约束
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基于单目视觉的水下目标三维重建实验设计 被引量：4
4
作者 钟志 郑云天 +2 位作者 张扬 孙岩 王霖郁 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2022年第7期30-36,62,共8页
以水下目标三维重建为研究背景,提出了一种基于单目视觉的水下目标三维重建实验设计方案。首先在无需提前对相机标定的情况下,通过单目相机围绕水下目标物体进行多角度旋转拍摄,产生初始图像输入集;然后针对水下图像色彩失真和对比度低... 以水下目标三维重建为研究背景,提出了一种基于单目视觉的水下目标三维重建实验设计方案。首先在无需提前对相机标定的情况下,通过单目相机围绕水下目标物体进行多角度旋转拍摄,产生初始图像输入集;然后针对水下图像色彩失真和对比度低等情况导致的图像特征点提取数量减少和误匹配率较高等问题,利用所提出的融合色彩信息的特征匹配SIFT-HC方法,使用双峰分布函数最小化像素之间的灰度差异和像素之间的色彩对比度,获得待匹配的灰度图像,在此基础上采用海灵格距离作为相似性度量方式进行特征匹配,以有效保持原始图像色彩对比度,提升相邻图像有效特征点的数量,同时剔除误匹配点对,提高特征点匹配率;最后对三维点云进行重构,有效地对目标物体表面细节进行还原。实验结果表明:该实验设备简单,无需提前对相机进行标定,针对水下图像色彩失真等情况能够有效恢复目标物体的三维结构及表面细节特征。 展开更多
关键词 水下环境 单目视觉 特征提取 立体匹配 三维重建
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双目立体视觉的水下应用 被引量：2
5
作者 李佳宽 于洪志 《科技创新与应用》 2018年第32期31-32,共2页
从图像预处理、相机标定、立体匹配三个方面论述了双目视觉在水下场景的应用,比较了与空气环境中应用的不同,对水下双目视觉发展趋势做了分析。
关键词 水下双目视觉 相机标定 立体匹配
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面向水下目标的双目视觉测距方法 被引量：2
6
作者 杨戈 王震尧 《电子技术应用》 2022年第4期34-38,43,共6页
针对水下机器人对于探测海洋具有的高灵敏度、低成本、易携带特点的要求,设计和实现面向水下目标的双目视觉测距检测方法。采用张正友标定算法,通过使用9×9棋盘获取水下双目相机的内外矩阵模型的参数,采用SGBM (Semi-Global Block ... 针对水下机器人对于探测海洋具有的高灵敏度、低成本、易携带特点的要求,设计和实现面向水下目标的双目视觉测距检测方法。采用张正友标定算法,通过使用9×9棋盘获取水下双目相机的内外矩阵模型的参数,采用SGBM (Semi-Global Block Matching)立体匹配算法,增强了图像的对比度,削弱了图像色斑的影响,保证了算法的鲁棒性,提升了匹配搜索速度。将视差图通过矩阵运算转化成深度图,并将其映射成可视化点云,构建目标物体的三维立体信息。 展开更多
关键词 水下双目视觉 立体匹配 深度信息 三维重建
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基于红通道先验的水下障碍物双目定位方法
7
作者 王宇海 张美燕 +1 位作者 蔡文郁 谢起楠 《电子科技》 2023年第8期19-28,共10页
基于双目视觉的自主水下航行器在水下巡航过程中,由于水体对光线的衰减效应和悬浮颗粒对光线的散射作用,双目摄像机获取的图像存在对比度低、颜色失真等问题,导致水下障碍物定位的精度较低。针对以上问题,文中采用红通道先验复原算法提... 基于双目视觉的自主水下航行器在水下巡航过程中,由于水体对光线的衰减效应和悬浮颗粒对光线的散射作用,双目摄像机获取的图像存在对比度低、颜色失真等问题,导致水下障碍物定位的精度较低。针对以上问题,文中采用红通道先验复原算法提高水下成像质量,根据双目相机标定参数获取障碍物的双目视差图,并提出了一种基于深度视差图融合的水下障碍物定位方法。该方法通过融合深度视差图与水下复原轮廓图,对融合图像进行凸多边形检测,获取障碍物的轮廓,基于轮廓信息进行障碍物的有效深度信息提取,实现障碍物的空间定位。水下双目定位实验结果表明,文中所提方法可以使双目立体匹配的效果更理想,能够有效提高水下障碍物定位的精度。 展开更多
关键词 立体视觉 双目相机标定 水下成像模型 红通道先验 立体匹配 图像融合 轮廓识别 双目测距定位
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