双目视差测距中的图像配准技术研究

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双目视差测距中的图像配准技术研究

作者：孙怡梁忠诚刘国梁

来源：《物联网技术》2013年第04期

摘要：双目视差测距是被动光电测距中的一种重要方法。主要就双目视差测距中的图像

配准问题进行了探讨，找出了一种基于区域的快速匹配算法，同时比较了OpenCV中Block Matching块匹配法和Graph Cut图切割法，从而实现了基于Block Matching块匹配的双CCD测距系统，最后对实验结果进行了分析验证，结果证明该系统有效而实用。

关键字：双目视差；图像配准；快速匹配；光电测距

中图分类号：TN929.1 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2013）04-0013-03

0 引言

光电测距技术从光源的角度可以分为两种：主动测距和被动测距。主动测距需要人造光源照射目标物体，通过反射回来的光的纹理等特征，或直接计算光的传播时间来确定目标的距离[1，2]。相对于主动测距的是无人造光源照射的被动测距，它利用自然光辐射分析得到目标的距离。因此，被动测距具有防信息泄露，隐蔽性好，测距快速灵活，自动化程度高，小巧轻便，容易使用等优点，在机器人视觉、航空测距、智能交通、军事等领域有较大的应用价值[3]。

利用三角视差原理，人类能通过双眼获取环境三维信息中的深度信息。运用几个相机对同一景物从不同位置拍照获取图像，进行图像处理得到视差，进而从视差中恢复距离。在这个过程中，图像配准是关键步骤之一。对视差测距的约束也主要体现在所采用的配准策略上。图像配准就是通过确定两幅图像的几何变换参数，建立两幅图像之间的对应关系，对其中一幅图像进行几何变换的过程。在影像分析、机器视觉、三维重建等方面，图像配准技术是图像分析和处理的基本问题[4]。本文就双目视差测距中的图像配准问题进行了探讨，设计实验系统并用Block Matching方法对图像进行匹配，测得目标距离。

1 双目视差测距模型

左右两个相机平行放置，光轴距离为b（即基线距离）。Q为被测物体上的一点，到像平面的垂直距离为L，f为组合物镜焦距。Q在左右相机上的成像点分别为Q1、Q2，由相似三角形可知[5]：

其中，x1-x2为目标点Q在左右图像上成像的位置差即视差，可由图像配准得到；b为基线距离，由相机标定确定；f为相机给定参数。

2 几种图像配准方法比较