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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