本论文的主要研究内容是利用格雷码加线移结构光对物体进行投影，再经摄像机采集到畸变的图像，结合相关算法以实现对物体的三维重构：摄像机采集到的6幅图像序列形成的格雷码将图像空间划分为64个周期，通过20次线条纹的移动完成对整个扫描平面的覆盖，在已获得两摄像机标定参数基础上，结合对极几何原理完成左右图像像素点的匹配。根据空间点三维坐标计算的数学模型计算出点的三维空间坐标，最后以点云形式实现物体的三维重构。

本课题主要研究设计内容

机器视觉被广泛应用于工业自动化生产，宇航航空，医学图象分析，机器人自动导航，交通安全以及国防。双目视觉测量技术是机器视觉的热点技术之一，它可以快速准确地获得被测物体表面的点云数据，是逆向工程的前提。三维点云重建算法是三维光学测量的关键技术之一。基于线移的三维重建理论上可实现对点的100%匹配。

本设计源于某课题基于双目视觉的三维测量。通过一对成一定夹角的摄像机来模拟人眼，探测由投影仪投射的结构光条纹在物体表面产生的畸变，结合光学三角法测量原理，双目立体视觉原理实现对物体的三维重构。

本文内容安排如下：

1．第1章对双目立体视觉的发展进行了简略的介绍，并且对双目立体视觉在国内外的研究现状做了一些部分的列举，还对Marr视觉的理论框架做了介绍。

2．第2章介绍了双目立体视觉的硬件组成系统，叙述了双目视觉原理和线移基本原理以及对标定参数的说明。

3．第3章是对整个系统的程序软件的实现以及其算法的数学模型。

4．第4章是程序调试结果和分析。

本课题的主要任务是用双目视觉系统模拟人眼功能，从获取的图像中得到目标物体的三维信息。设计同时使用两个摄像头，在不同位置对同一物体进行摄像，根据两张图之间物体成像视差原理获取物体的空间信息，为机器人实现抓取等动作提供诸如空间位置、物体重心等有用信息。为完成这一任务，实验中构建的双目视觉系统主要由摄像机和光学部件、灯光、摄像机架、图像采集卡、PC平台、检测软件等六部分组成。

本设计采用C#语言在.net平台中实现，首先通过双目立体视觉的硬件系统采集到原始的二维图像，本设计所采集的有6幅图，然后读入所标定的摄像机的参数，对所采集图像进行图像处理（主要涉及的处理对图像各点进行格雷编码，高斯滤波，图像二值化，去除孤立点，图像亮条纹的细化），再根据线移结构光原理和对极几何关系原理对图像进行匹配并计算出匹配点所反映的物体某点的世界坐标。最后以点云形式实现三维重构。

结果分析

从调试结果来看结果不是很理想，图像出现了很多的误匹配点，经过分析，可能是以下因素造成的：

1．虽然采用外极线的约束条件，但实验中采用的图像对对应像点的位置偏差较人，造成两幅图像搜索范围扩大，从而减小了双向搜索匹配成功率；

2．摄像机模型是计算空间点三维坐标的直接依据，我们采用的是理想的摄像机针孔模型，摄像机坐标系的精确度也会增加整个系统的误差；

3．当目标物体过远、过近或过分偏向视场一侧时......