用于弱纹理场景三维重建的机器人视觉系统

• 作者: 吕乃光 娄小平 林义闽 董明利
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 机器人视觉 三维重建 积分图像 灰度方差 梯度方差 自适应窗口 立体匹配
• 年，卷（期）: 2015,（2）
• 所属期刊栏目: 信息科学
• 页码范围: 540-549
• 页数: 10页
• 分类号: TP242.6|TP391.4
• 字数: 5863字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20152302.0540

摘要

为了实现机器人在弱纹理场景中的避障和自主导航,构建了由双目相机和激光投点器构成的主动式双目视觉系统.对立体视觉密集匹配问题进行了研究:采用激光投点器投射出唯一性和抗噪性较好的光斑图案,以增加场景的纹理信息;然后,基于积分灰度方差(IGSV)和积分梯度方差(IGV)提出了自适应窗口立体匹配算法.该算法首先计算左相机的积分图像,根据积分方差的大小确定匹配窗口内的图像纹理质量,然后对超过预设方差的阈值与右相机进行相关计算,最后通过遍历整幅图像得到密集的视差图.实验结果表明:该视觉系统能够准确地恢复出机器人周围致密的3D场景,3D重建精度达到0.16 mm,满足机器人避障和自主导航所需的精度.与传统的算法相比,该匹配方法的图像方差计算量不会随着窗口尺寸的增大而增加,从而将密集匹配的运算时间缩短了至少93％.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	吕乃光	北京信息科技大学光电测试技术北京市重点实验室	45	412	11.0	19.0
3	娄小平	北京信息科技大学光电测试技术北京市重点实验室	107	666	14.0	23.0
4	董明利	北京信息科技大学光电测试技术北京市重点实验室	115	399	10.0	16.0
7	林义闽	北京邮电大学信息光子学与光通信研究院	2	51	2.0	2.0