国内双目立体视觉的研究和发展

2021-12-09 13:50:46

双目立体视觉这一有着广阔应用前景的学科,随着光学,电子学以及计算机技术的发展,将不断进步,逐渐实用化,不仅将成为工业检测,生物医学,虚拟现实等领域。目前在国外,双目立体视觉技术已广泛应用于生产,生活中,而我国正处于初始阶段,尚需要广大科技工作者共同努力,为其发展做出贡献。                              

1、立体视觉的发展方向
就双目立体视觉技术的发展现状而言,要构造出类似于人眼的通用双目立体视觉系统,还有很长的路要走,进一步的  研究方向可归纳如下:
(1)如何建立更有效的双目立体视觉模型,能更充分地反映立体视觉不去确定性的本质属性,为匹配提供更多的约束信息,降低立体匹配的难度。
(2)探索新的适用于全面立体视觉的计算理论和匹配择有效的匹配准则和算法结构,以解决存在灰度失真,几何畸变(透视,旋转,缩放等),噪声干扰,特殊结构(平坦区域,重复相似结构等),及遮掩景物的匹配问题;
(3)算法向并行化发展,提高速度,减少运算量,增强系统的实用性;
(4)强调场景与任务的约束,针对不同的应用目的,建立有目的的面向任务的双目立体视觉。
 
双目立体视觉这一有着广阔应用前景的学科,随着光学,电子学以及计算机技术的发展,将不断进步,逐渐实用化,不仅将成为工业检测,生物医学,虚拟现实等领域。目前在国外,双目立体视觉技术已广泛应用于生产,生活中,而我国正处于初始阶段,尚需要广大科技工作者共同努力,为其发展做出贡献。在机器视觉赖以普及发展的诸多因素中,有技术层面的,也有商业层面的,但制造业的需求是决定性的。制造业的发展,带来了对机器视觉需求的提升;也决定了机器视觉将由过去单纯的采集、分析、传递数据,判断动作,逐渐朝着开放性的方向发展,这一趋势也预示着机器视觉将与自动化更进一步的融合。需求决定产品,只有满足需求的产品才有生存的空间,这是不变的规律,机器视觉也是如此。
 
维视图像公司采用双目CCD相机,通过标定板从相机内参标定、镜头畸变测试、立体匹配、特征点分割处理等方面给出了详细的数学模型和算法接口。其双目标定软件CCAS采用了张正友平面标定法,可以实现机器人导航、微操作系统的参数检测、三维测量和虚拟现实等应用。

火星863计划课题“人体三维尺寸的非接触测量”,采用“双视点投影光栅三维测量”原理,由双摄像机获取图像对,通过计算机进行图像数据处理,不仅可以获取服装设计所需的特征尺寸,还可根据需要获取人体图像上任意一点的三维坐标。该系统已通过中国人民解放军总后勤部军需部鉴定。可达到的技术指标为:数据采集时间小于5s/人;提供身高、胸围、腰围、臀围等围度的测量精度不低于1.0cm。

浙江大学机械系统完全利用透视成像原理,采用双目体视方法实现了对多自由度机械装置的动态、精确位姿检测,仅需从两幅对应图像中抽取必要的特征点的三维坐标,信息量少,处理速度快,尤其适于动态情况。与手眼系统相比,被测物的运动对摄像机没有影响,且不需知道被测物的运动先验知识和限制条件,有利于提高检测精度。

东南大学电子工程系基于双目立体视觉,提出了一种灰度相关多峰值视差绝对值极小化立体匹配新方法,可对三维不规则物体(偏转线圈)的三维空间坐标进行非接触精密测量。

哈工大采用异构双目活动视觉系统实现了全自主足球机器人导航。将一个固定摄像机和一个可以水平旋转的摄像机,分别安装在机器人的顶部和中下部,可以同时监视不同方位视点,体现出比人类视觉优越的一面。通过合理的资源分配及协调机制,使机器人在视野范围、测跟精度及处理速度方面达到最佳匹配。双目协调技术可使机器人同时捕捉多个有效目标,观测相遇目标时通过数据融合,也可提高测量精度。在实际比赛中其他传感器失效的情况下,仅仅依靠双目协调仍然可以实现全自主足球机器人导航。


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