[实用新型]基于双目立体视觉移动车辆的三维重建装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于双目立体视觉移动车辆的三维重建装置，能够对移动车辆实现非接触三维测量与快速建模。

背景技术

随着对机器视觉研究的深入，移动车辆检测的应用已经推广到各个领域，如汽车生产线检测、汽车交通检测系统、停车场监视系统等。由此，计算机三维重建技术在移动车辆检测中的运用变得愈加重要。

一般来说，常用的计算机视觉三维感知测距技术分为被动和主动两大类。被动立体测定技术主要有单目和双目立体视觉法。单目法指只通过一幅包含约束条件(比如明暗、灰度、纹理、阴影等)的图像来进行三维恢复的方法。双目立体视觉方法是指由两幅二维图像根据视差原理恢复物体三维几何形状的方法，就像人的双眼一样。主动立体测定技术包括结构光投影法、光学三角法、飞行时间法等。

虽然主动测距法原理比较简单，但是在具体实现时需要的硬件设备比较多，成本较高，同时硬件的安装要求比较高，任何偏差都有可能影响测量精度。而被动测量方法所需硬件设备少，成本低，只要基本的图象处理设备，不需要类似x射线或者激光装置，从而省掉复杂而昂贵的x射线或者激光发生装置和保护装置，降低了系统成本，同时也避免了操作人员受到此类装置辐射的危险。另外，被动立体测定中的单目方法实现比较困难。

考虑到单目摄像头在应用高精度检测的技术场合中，所检测到的移动目标信息至多为2.5D，通常的图像检测方法无法恢复出移动目标的3D信息。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种可应用于移动车辆检测的实时标定双目移动目标三维重建装置。

为了实现上述任务，本实用新型采取如下的技术解决方案：

一种基于双目立体视觉移动车辆的三维重建装置，其特征在于，包括两台参数性能相同的摄像机，两台摄像机按光轴互相平行、x轴互相重合、沿x轴相距一段距离设置，摄像机与计算机相连接。

在计算机上有MATLAB图像处理模块为开发平台，导入双目立体视觉系统三维重建算法导入MATLAB中。实际运用中，将一定角度的拍摄图片导入系统中，得到车身空间点的三维坐标，从而得到三维模型。可导入CATIA，PROE，CAD等绘图软件。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图；

图2是双目系统图；

图3是相关性匹配数学模型；

图4是图像生成算法流程；

图5是本实用新型的工作框图；

以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

具体实施方式

参见图1，本实施例给出一种基于双目立体视觉移动车辆的三维重建装置，包括两台参数性能相同的摄像机，两台摄像机按光轴互相平行、x轴互相重合、沿x轴相距一段距离设置，摄像机与计算机相连接。

计算机内安装有MATLAB图像处理模块为开发平台，利用机器视觉技术、数字图象处理技术研究、探讨在无背景知识下对运动目标的自动检测、三维重建算法，并把此算法应用于移动车辆检测中。

下面说明该系统基于双目立体视觉的三维重建过程：

双目立体视觉的基本原理是从两个视点观察同一景物，以获取在不同视角下的感知图像，通过成像几何原理计算图像像素间的位置偏差(视差)，来获取景物的三维信息。具体实现是用两台参数性能相同、位置固定的摄像机，获得同一景物的两幅图像，计算同一空间点在两幅图像中的视差，从而确定三维空间点的深度信息。单个空间点的三维信息获取可用图来说明，如图2所示。

具体如下：两台参数性能相同的摄像机，摄像机采用普通CCD摄像机，按光轴互相平行、x轴互相重合、沿x轴相距B的位置放置就构成上述基于双目立体视觉移动车辆的三维重建装置。摄像机的光轴平行于z轴，图像平面与(x，y)平面平行。图中O₁、O₂分别为左右两摄像机的焦点，I1、I2为左右摄像机的像平面，p1、p2分别是空间点P在左右像平面上的成像点，f是摄像机的焦距。则视差定义为|p_l-p_r|由相似关系可导出：

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