王瑞,杨朝旭,荣海军,张涛,刘馨媛

(1.西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室,710049,西安;2.西安交通大学陕西省先进飞行器服役环境与控制重点实验室,710049,西安;3.西安交通大学航天航空学院,710049,西安)

基于双目立体视觉的三维重建技术是计算机视觉领域的重要研究课题,目前已广泛应用于医学、目标姿态测量等领域[1-4]。双目立体视觉利用双目相机模拟人类视觉获取图像对,根据图像对的位置关系可将其分为左视图和右视图。在双目立体视觉中,通过计算空间点在左右视图中的视差得到目标对应的三维信息。求取视差的过程被称为立体匹配。目前,立体匹配算法大致分为全局立体匹配和局部立体匹配2类[5-9]。全局立体匹配算法构建全局能量函数,通过全局最优搜索策略优化求取最小能量函数,最小能量函数对应的视差为最优视差。全局立体匹配算法求取的视差图精度高,但存在效率低、耗时长等缺点。局部立体匹配算法根据匹配基元可分为基于特征、基于相位和基于区域3类。局部立体匹配算法有计算简单、效率高的优点。基于区域的局部立体匹配算法将图像对中的灰度信息作为匹配基元。若左右视图中有丰富的灰度信息,则利用基于区域的匹配算法可得到较为稠密的视差图。由于视差精度直接反映了实际目标三维信息的准确性,所以稠密视差图可重建出更精准的三维点云。然而,在实际应用中,受到目标表面特性的影响和双目相机成像原理的限制,左右视图会缺失部分灰度信息。……