双目移动机器人立体匹配算法-JournalofSystemsEngineeringand.PDF

nm r*^{々{硅 JOUJINAlOFBEIJIN‘．UNJvEJiSIrY¨FFFCIIN0『(1f．Y 双目移动机器人立体匹配算法 王贵财。．崔平远。1．居鹤华1 “mrn^{mr佰e々#q】。Ⅷ々＆．J匕m100124 2J匕mⅫi^#rn*‰．ngi0呻81) ■l*m##】目*■手¨Ⅱm^∞m #自n≈^#得∞E#目m琏iI*Ⅲ．确2慨ⅫⅫ女月ⅫmⅨMi#nddsIrrⅡⅨR^m目W情^* SAD ≈：#女*／1l m自*Ⅻ■日 *■∞：≈*ⅨE．W俯^；n『I#自n#^{R十H∞# 4 中∞#女}TPI 20]1)05—0675—08 it#{日：A 女■■{：0254—0037f 杖目蒋动帆器人通常1113部分组成移功机构、烈¨证体视啦感Ⅻ系统和牲树系统．其巾积日立体视 觉感知系统利月{2十平行放置的摄像机模仿生物的视世系统束获取周嘲环境的i维fd息，进而寓现目标 识别、环境地潮生成和税觉导航与定位等复杂任务舶着艇件处坪器性能的大橱度提高和视觉处理算法 的不断优化．烈日口体视觉感知系统的硬件瓶颤夺复存在．讨斡精度也大为提高．用而近年来双日立体视 觉感知系统拒耕能机器人环境巷翘f方而得到了广泛的应¨』。”艰¨m傩视匏堪知系统的关键问聒是立 体说避匹腮传统帅直悼Ⅱ配算法主要打： 1)肇丁像隶州似度区域Ⅱ陀算法这类算1壹町以褂剖删密的说箍嘲．p1往低纹理业择纹理棚似区域 艘粜水fI：’： 2)萆1‘特缸的Ⅱ配葬法．这类葬珐jl能获褂稀疏的畦^d点．这牡点仪能匀勒}lj物体的大致轮脾．但不 能证现细#邸分3； 3)培下仝肼蜡优的距配算法将立忙雌配剐遥转为对≈个像索点分配仑局最优桃箍的问胚．这类距配 效果比较好，口I时问艇杂度^．正j击满足机器人宴时性要求6 r谜算法揶没有同时解决Z体税觉匹配帕2个难点：时应点的K配耥度“屐K配算法的寅时性 问题… 的基于I≈像丹俐的口休M配算法址十卉“，拖船终解决泼¨聪的算法柱架诚糕架基于平卅嵌而假设． 豫索艇度f^荆拟的雠城内其像肃的深度舭般也十¨M．嘶儿选衅l】(城祚仆描绘的址现尘世界-}-的平呵场 精堆1这十假设．f叮『把培j全¨雌眦箅法小计衄个像索点分眦城优说照的问聪转化为埘每个Ⅸ域丹既 蛀优平面收差的州蝤，扶mI降低算法时M缸杂鹰泼铒陆骶架舯攫静摸碾公式为 Ⅲ)2；”．) 茈中．d(，)为札体I目像衅之酬的埘盹说弗；d(B)为都i十l悼分割块B的嫩hf甜说置 2009聃lI ＆*【IM 《☆m『IMg。^^”i¨W《∞mI『f2006AAl22307) 镕^mn}*”(1979一)w．1h^’j 676 北京工业大学学报 2011年 基于图像分割的立体匹配算法通常由4个步骤构成： 1)采用MeanShift等算法对立体图像对进行分割，从而得到图像分割块； 2)通过区域匹配算法计算得到图像分割块域内所有像素点的视差初始值； 得到，将模板参数计算结果代入平面模板公式可重新计算得到平面视差； 4)以上一步的平面视差为初始值通过可信种子扩散等优化算法计算每个平面最优视差(图像分割块 的视差)，从而获得立体图像对之间的整个视差值． 1 算法描述 虽然基于图像分割的立体匹配算法的匹配效果较好，但还存在如下缺点： 受环境噪声影响图像分割块仍然存在低纹理或纹理相似区域影响视差计算结果，从而导致这些区域 的模板参数计算不准确，以至于最终无法获得图像分割块的最优视差；另外，优化算法虽然能获得最优视 差，但时间复杂度大且计算过程复杂，很难满足机器人实时性要求． 解决以上缺点的一个可行的思路：通过采用对图像光照、尺度和角度变化鲁棒性较强的特征点¨21计 算初始视差；利用计算过程简单和速度快的优化算法计算最优视差¨31． 鉴于以上分析，本文提出了基于图像分割和可信点的双目移动机器人的立体匹配算