论文部分内容阅读
双目立体视觉一直以来都是计算机图形学中研究的热点,应用十分广泛,在该技术中重点需要解决两个问题——相机校准和像素块匹配。双目视觉经过多年的发展,目前在相机校准和像素块匹配方面都有了部分成果。在相机校准方面比较经典的有Matlab的校准工具箱,但是经过实验表明这些算法在远距离标定时表现得不够理想,本文中研究的距离测算需要计算50m以上的距离,所以解决远距离的相机标定就显得很必要。在像素块匹配问题中,匹配速度和匹配精度一直以来都是一对矛盾的要求。把算法应用到实际产品中就必须既保证速度又不能丢掉精度,所以在研究中还需要解决像素块匹配的速度和精度权衡问题。本文研究了基于双目视觉的距离测算及应用,重点解决了相机标定和像素块匹配问题。通过在左右图中标记对应点解决了远距离标定不准确的问题,为后续的像素块匹配奠定了基础。在像素块匹配过程中我们结合SAD和Census算法提出了Advanced-Census算法,该算法既保留了Census算法的速度又继承了SAD算法的精度,使得它在实际应用中变得切实可行。但是在实际应用的时候我们发现Advanced-Census离实时性还是有一定的差距,因此我们在算法应用章节对Advanced-Census算法进一步加速,使其达到了实时性的要求。加速主要从减小计算量和可并行性两方面进行。在计算量方面,经过分析发现没有必要对图中的每个点都进行距离测算,所以我们引入边缘检测,只对检测过后的点测算距离。通过该优化使得算法耗时从原来的3分钟降低到了2秒。另外一方面,我们发现各个像素点的距离测算是可并行的,因此我们可以将多线程技术应用到这里。文中实现了PC机上的双线程,将耗时进一步减小到1秒。最后,为了达到产学研相结合,本文中还将距离测算应用到了车载中,并给出了Demo演示。