如何用C++实现双目算法,并给出具体示例
时间: 2024-05-04 13:20:45 浏览: 16
双目视觉是利用两个摄像头来模拟人类双眼视觉,从而实现深度感知和三维重构的技术。具体实现双目算法的步骤如下:
1. 获取左右两个摄像头的图像,并对图像进行预处理,例如去噪、裁剪等。
2. 对两个图像进行特征提取,例如SIFT、SURF、ORB等算法。
3. 对提取出来的特征进行匹配,例如利用FLANN算法进行快速最近邻搜索。
4. 根据匹配的特征点,计算出两个摄像头之间的基础矩阵,并进行极线约束。
5. 根据基础矩阵,计算出对应点的极线,并利用极线约束对匹配点进行筛选。
6. 根据选出的匹配点,计算出视差,并利用视差来计算深度信息。
下面是一个简单的双目视觉示例代码,使用OpenCV库进行实现:
```c++
#include <iostream>
#include <opencv2/opencv.hpp>
using namespace std;
using namespace cv;
int main(int argc, char *argv[])
{
// 打开左右两个摄像头
VideoCapture capLeft(0);
VideoCapture capRight(1);
// 设置摄像头的分辨率和帧率
capLeft.set(CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 640);
capLeft.set(CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 480);
capLeft.set(CV_CAP_PROP_FPS, 30);
capRight.set(CV_CAP_PROP_FRAME_WIDTH, 640);
capRight.set(CV_CAP_PROP_FRAME_HEIGHT, 480);
capRight.set(CV_CAP_PROP_FPS, 30);
// 创建SIFT特征检测器
Ptr<FeatureDetector> detector = SIFT::create();
// 创建FLANN匹配器
Ptr<DescriptorMatcher> matcher = FlannBasedMatcher::create();
while (true) {
// 获取左右两个摄像头的图像
Mat imgLeft, imgRight;
capLeft >> imgLeft;
capRight >> imgRight;
// 对图像进行预处理
GaussianBlur(imgLeft, imgLeft, Size(5, 5), 0);
GaussianBlur(imgRight, imgRight, Size(5, 5), 0);
// 对图像进行特征提取和匹配
vector<KeyPoint> keypointsLeft, keypointsRight;
Mat descriptorsLeft, descriptorsRight;
detector->detectAndCompute(imgLeft, noArray(), keypointsLeft, descriptorsLeft);
detector->detectAndCompute(imgRight, noArray(), keypointsRight, descriptorsRight);
vector<DMatch> matches;
matcher->match(descriptorsLeft, descriptorsRight, matches);
// 根据匹配的特征点计算基础矩阵
vector<Point2f> pointsLeft, pointsRight;
for (int i = 0; i < matches.size(); i++) {
pointsLeft.push_back(keypointsLeft[matches[i].queryIdx].pt);
pointsRight.push_back(keypointsRight[matches[i].trainIdx].pt);
}
Mat fundamentalMatrix = findFundamentalMat(pointsLeft, pointsRight, FM_RANSAC);
// 根据基础矩阵计算极线并进行筛选
vector<Point2f> goodPointsLeft, goodPointsRight;
vector<int> inliers(matches.size());
for (int i = 0; i < matches.size(); i++) {
Mat ptLeft = Mat(Point3d(pointsLeft[i].x, pointsLeft[i].y, 1));
Mat ptRight = Mat(Point3d(pointsRight[i].x, pointsRight[i].y, 1));
Mat lineLeft = fundamentalMatrix.t() * ptRight;
Mat lineRight = fundamentalMatrix * ptLeft;
double distLeft = abs(ptLeft.dot(lineLeft));
double distRight = abs(ptRight.dot(lineRight));
if (distLeft < 3 && distRight < 3) {
goodPointsLeft.push_back(pointsLeft[i]);
goodPointsRight.push_back(pointsRight[i]);
}
}
// 计算视差并显示深度图像
Mat disp, disp8;
int numDisparities = 16 * ((imgLeft.cols / 8 + 15) / 16);
StereoSGBM stereo(numDisparities, 16, 3);
stereo(imgLeft, imgRight, disp);
normalize(disp, disp8, 0, 255, CV_MINMAX, CV_8U);
imshow("Disparity", disp8);
// 显示左右两个摄像头的图像
imshow("Left", imgLeft);
imshow("Right", imgRight);
// 按下ESC键退出程序
if (waitKey(1) == 27) {
break;
}
}
// 关闭摄像头
capLeft.release();
capRight.release();
return 0;
}
```
这段代码使用SIFT特征检测器和FLANN匹配器进行特征匹配,然后利用基础矩阵和极线约束进行匹配点的筛选,最后使用SGBM算法计算视差并显示深度图像。
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