雙目立體視覺是一門有著廣闊應(yīng)用前景的學(xué)科，根據(jù)雙目立體視覺CCAS提供的思路及組成原理，隨著光學(xué)、電子學(xué)以及計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，將不斷進(jìn)步，逐漸實(shí)用化，不僅將成為工業(yè)檢測、生物醫(yī)學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，還有可能應(yīng)用于航天遙測、軍事偵察等領(lǐng)域。目前在國外，雙目體視技術(shù)已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生 活中。雙目立體視覺是計算機(jī)視覺的一個重要分支，單從雙目視覺的應(yīng)用來說，主要分為四大部分：

一 雙目視覺導(dǎo)航、定位；

二 三維重構(gòu)；

三 雙目立體測量；

四 空間三維立體跟蹤。

前文介紹過基于雙目立體視覺的導(dǎo)航、定位原理，本文再介紹下基于CCAS雙目立體視覺的三維重構(gòu)。

基于雙目立體視覺的三維重構(gòu)其基本原理也是模擬人眼并利用空間幾何模型推導(dǎo)出相應(yīng)的算法來解決實(shí)際問題。本文以服裝設(shè)計中關(guān)于人體輪廓還原案例做一說明。為了便于理解，本文僅說明案例中一個視角的雙目系統(tǒng)，下圖是已經(jīng)重構(gòu)完成的模型：

很容易發(fā)現(xiàn)，上圖的三維模型是獲取實(shí)際物體的輪廓角點(diǎn)，得到各個角點(diǎn)的三維坐標(biāo)然后重構(gòu)而成。一般在這種項目中需要用到多套雙目視覺系統(tǒng)，因?yàn)橐惶紫到y(tǒng)是無法獲取到物體的所有特征點(diǎn)的。單獨(dú)一套系統(tǒng)獲取到多個點(diǎn)坐標(biāo)后再進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)精確的三維重構(gòu)。

基于雙目視覺的三維重構(gòu)，其典型特點(diǎn)是：一、需要獲取的特征點(diǎn)較多；二、速度要求不高，一般幾分鐘或更多時間才完成一個模型重構(gòu)；三、對現(xiàn)場光照條件要求較高。根據(jù)雙目立體視覺CCAS的原理，一般分為以下步驟：

第一、相機(jī)標(biāo)定。首先先對雙目系統(tǒng)中的每一個相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，確認(rèn)相機(jī)的畸變系數(shù)和內(nèi)參矩陣。因?yàn)椴煌南鄼C(jī)、鏡頭在拍攝圖像時的畸變和參數(shù)都不同，所以需要通過標(biāo)定確認(rèn)所選相機(jī)的參數(shù)。一般用二階畸變系數(shù)k1、k2內(nèi)參矩陣來衡量。

第二、雙目標(biāo)定。得到單相機(jī)的參數(shù)后，再預(yù)備一個已知世界坐標(biāo)系（一般用高精度雙目標(biāo)定板）作為參考，用雙相機(jī)從不同的角度去拍攝該標(biāo)定板。兩相機(jī)拍攝的是相同物體，單由于角度不同，必然產(chǎn)生不同的兩張圖像，分別計算兩張圖像的圖像坐標(biāo)再和實(shí)際標(biāo)定板的坐標(biāo)匹配就可以得到當(dāng)前雙相機(jī)的位置參數(shù)。一般用平移向量和旋轉(zhuǎn)矩陣來描述。

到目前為止，雙目系統(tǒng)的標(biāo)定工作就完成了，也可以叫該系統(tǒng)在當(dāng)前位置下的初始化設(shè)置。接下來就可以用該雙目系統(tǒng)去對具體物體進(jìn)行拍攝處理了。

第三、提取雙相機(jī)視場范圍內(nèi)的特征點(diǎn)。在本案例中，通過有效光照對服裝褶皺處的角點(diǎn)進(jìn)行圖像處理（二值化、邊緣提取、去噪等）后，得到一系列特征點(diǎn)在左右相機(jī)圖像中的平面坐標(biāo)X、Y。

第四、根據(jù)雙目立體視覺CCAS的立體匹配原理——極限約束公式。把第三步提取到的特征點(diǎn)在左右相機(jī)視場中的X、Y坐標(biāo)帶入，就可以實(shí)現(xiàn)同名點(diǎn)匹配（同名點(diǎn)：物體上相同特征點(diǎn)在左右相機(jī)中的點(diǎn)）。根據(jù)之前已經(jīng)標(biāo)定好的平移向量、旋轉(zhuǎn)矩陣參數(shù)，就可以計算出這些特征點(diǎn)的X、Y、Z坐標(biāo)。

第五、將得到特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)放入三維坐標(biāo)系就可以得到物體的輪廓模型。當(dāng)然提取的特征點(diǎn)越多，模型的精度就越高，同時對相機(jī)的分辨率要求也越高。

最后對精度做一說明：不管是基于雙目系統(tǒng)做什么樣的應(yīng)用，精度是所有項目都需要考慮的。一般來說，最終的精度受以下幾點(diǎn)影響：相機(jī)的分辨率、被測物的大小、相機(jī)基線距離和工作距離（具體概念可參照CCAS使用說明）、現(xiàn)場光照條件、圖像分割算法?；陔p目視覺的三維重構(gòu)就講這么多，后面繼續(xù)說基于雙目視覺的“立體測量”和“空間三維跟蹤”。