一种双目立体视觉测量的立体匹配方法

摘要

本发明一种双目立体视觉测量的立体匹配方法，采用最小周期为T＝16的格雷码编码图片，投影后通过左右摄像机采集该格雷码编码图片，并分别计算出该左右两幅图片中所有像素的格雷码值；基于优化正弦光栅参数生成正弦投影光栅图片，投影后通过左右摄像机采集该光栅图片，并计算出左右两幅图片中所有像素点的相位值；采用最大概率校正法对格雷码值和相位值之间的周期错位进行校正，使格雷码周期边缘的像素点构成一个正确而完整的相位周期；采用两步匹配法来查找左右两幅图片中的对应匹配点后，输出所有匹配点数据；本发明能快速、准确地查找左右图片中的对应匹配点，提高查找对应点的精度。

主权项

1.一种双目立体视觉测量的立体匹配方法，其特征在于包括以下几个步骤：步骤1、采用最小周期为T=16的格雷码编码图片，投影后通过左右摄像机采集该格雷码编码图片，以左右摄像机所获取的格雷码图片为基准，利用图像立体校正函数对该两幅图片进行立体校正，记为基准格雷码图片，并分别计算出该两幅基准格雷码图片中所有像素的格雷码值；步骤2、根据公式采用优化正弦光栅参数生成光栅图片，投影后通过左右摄像机采集该光栅图片，以左右摄像机所获取的正弦光栅图片为基准，利用图像立体校正函数对该两幅正弦光栅图片进行立体校正，记为基准正弦光栅图片，并计算出该两幅基准正弦光栅图片中所有像素点的相位主值；所述的优化正弦光栅参数是指：图像宽度D=1024，像素周期T=16，背景光强A=100，调制振幅B=100；满足公式(x,y)表示图像中的像素位置，y代表图像的行，x代表图像的列，I_k(x,y)表示该像素点的灰度值，A表示背景光强，B表示调制振幅，k表示第k帧正弦光栅图，表示该像素点的相位，T表示像素周期,D表示图像宽度：步骤3、采用基于格雷码值的最大概率校正法对格雷码周期与正弦光栅周期之间的错位进行校正，使格雷码周期边缘的像素点构成一个正确而完整的相位周期；所述的最大概率校正法为：①在基准正弦光栅图片上逐行扫描每一个像素点，并分别对相邻两像素点的相位主值差进行比较，找到两相位主值绝对差大于π的相位突变点并标记，则两相邻相位突变点之间的像素具有相同的相位周期；当某个相位周期内共有M个像素点，其中有N个像素点的格雷码值为G_i，则这个相位周期的格雷码值为G_i的概率为(N/M)×100%；②检查图片中每一行内的每一个相位周期，对每个相位周期，比较其不同格雷码值的概率，具有最大格雷码值概率的格雷码为G，则该相位周期为G，其中的像素的相位绝对值就等于G乘以2π加上相位主值；步骤4、采用基于相位的两步匹配法来查找两幅基准正弦光栅图片中的对应匹配点后，输出所有匹配点数据，所述的两步匹配法是：①以左摄像机采集的基准正弦光栅图片为基础，取该图片中每一行中的每一个像素，其相位绝对值记为φ(x,y)，从右摄像机采集的基准正弦光栅图片对应行中查找出相位绝对值最大、且小于等于φ(x,y)的像素XR₁，以及相位绝对值最小、且大于等于φ(x,y)的像素XR₂；②当像素XR₁不等于像素XR₂时，按照d=(φ(x,y)-φ_XR1(x,y)/(φ_XR2(x,y)-φ(x,y))方式插值计算右摄像机采集的基准正弦光栅图片中匹配点的亚像素位置。