一种基于动态规划的立体匹配三维重建方法

摘要

本发明公开了一种基于动态规划的立体匹配三维重建方法，该系统由两台摄像机组成，其实现步骤为：(1)通过调整两台摄像机的位置，使得两摄像机的成像平面尽量平行(2)对三维测量系统进行标定：获取两台摄像机的内参和外参，得到图像上的像素坐标与世界坐标系的对应关系。(3)对极线几何校正及图像变换(4)利用基于动态规划的立体匹配算法，得出视差图。(5)视差校正(6)根据摄像机标定参数以及视差图，通过空间交汇法得到三维点云。本发明视差图精度高、实时性高，并且能够准确快速自动重建图像三维点云。

主权项

一种基于动态规划的立体匹配三维重建方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：图像获取，使用双目摄像机的左右两台摄像机同时各拍摄一幅图像，其中左摄像机拍摄的为左图像，右摄像机拍摄的为右图像；步骤2：摄像机标定，分别对两台摄像机进行标定，建立摄像机图像像素位置与场景位置之间的关系，获得左摄像机的内参数矩阵A_L、右摄像机的内参数矩阵A_R和左摄像机的外参数矩阵[R_L t_L]、右摄像机的外参数矩阵[R_R t_R]；步骤3：图像对极线校正，根据步骤2得到的左、右两摄像机的内外参数矩阵运用极线校正方法对步骤1所拍摄的左、右图像进行极线校正得到平行式双目视觉模型，使匹配像素对具有相同的纵坐标；校正后的左图像和右图像分别记为I_l和I_r；步骤4：利用动态规划算法的立体匹配获取视差图，根据步骤3已校正的左图像和右图像确定视差范围，以校正后的左图像I_l为基准图像，以校正后的右图像I_r为配准图像，采用自适应权重窗口方法对基准图像中的每一个像素点计算匹配代价并得到初始左视差图，然后，以校正后的右图像I_r为基准图像，以校正后的左图像I_l为配准图像，对基准图像中的每一个像素点计算匹配代价并得到初始右视差图；计算完匹配代价后，生成视差空间图；在视差空间图中采用动态规划求取最优路径进行优化，得取视差图；步骤5：视差校正，判断基准图像中像素点p是否是可靠点，并使得步骤4中得到的p点最终视差值Dispartiy(p)＝d_l(Npi)，d_l(Npi)为Npi的视差值，Npi为基准图像中坐标(x,y)的视差不可靠像素点p八邻域的像素点，进而得到最终的视差图；步骤6：根据步骤2得到的摄像机内外参数矩阵以及步骤5得到的最终的视差图D，通过空间交汇法计算得到整个目标物的三维点云模型。