双目立体视觉原理与计算机视觉实践研究

资源摘要信息: "双目立体视觉技术是计算机视觉领域的一个重要分支，主要研究如何利用两个相机从稍微不同的视角捕捉场景，然后通过分析这两个视角的图像来恢复场景的三维结构信息。该技术模仿了人类的双眼视觉机制，两个相机相对于人眼的位置分别捕捉左右眼所看到的图像，然后通过图像处理算法来计算物体距离和深度信息。双目立体视觉的应用范围非常广泛，包括机器人导航、自动驾驶汽车、3D建模、增强现实和虚拟现实等领域。 在双目立体视觉系统中，图像的采集是通过两个成像设备（通常是相机）完成的，这两个设备分别称为左相机和右相机。这两个相机需要进行精确的校准，以确保它们的内部参数（焦距、主点坐标等）和外部参数（位置和姿态）是已知的。在获取了双目图像对之后，需要进行图像预处理，包括图像的矫正和匹配，以便对齐左右图像中的特征点。 接下来，使用立体匹配算法来找到左右图像中的对应点，这些对应点构成了视差图。视差图显示了同一场景点在两个图像中的水平位置差异，而这个差异正与场景点的距离成反比关系。通过分析视差图，可以计算出场景中每个点的深度信息，从而重建三维结构。 立体匹配算法是双目立体视觉研究的核心，常见的算法包括局部匹配算法（如块匹配）、全局匹配算法（如动态规划、图割、置信度传播）和半全局匹配算法（如半全局匹配算法SGM）。每种算法都有其优缺点，适用于不同的应用场景和要求。 由于实际的双目立体视觉系统中存在诸多挑战，比如光照变化、遮挡、重复纹理等，因此需要使用复杂的算法来处理这些特殊情况，以提高系统的鲁棒性和精确性。 在该文件中提到的'BinocularStereoVision-master'，可能是一个包含双目立体视觉算法实现的项目或者代码库。该项目可能包含了上述所提到的双目立体视觉的实现，包括相机校准、图像预处理、立体匹配、视差计算和三维重建等模块。通过研究和分析该项目中的代码，可以深入理解双目立体视觉技术的实现细节，并能够基于此进行更高级的算法开发和应用实践。"