仪器仪表学报

作者：庄苏锋，屠大维，张 旭，姚钦舟

单位：庄苏锋,1.上海大学机电工程与自动化学院,,屠大维,1.上海大学机电工程与自动化学院,,张 旭,1.上海大学机电工程与自动化学院,,姚钦舟,1.上海大学机电工程与自动化学院,

关键词：水下双目立体视觉;水下立体匹配;水下三维重建;光线的四维参数化表达;水下双目立体视觉折射模型

基金：国家自然科学基金（62176149, 61673252）项目资助

针对水下双目立体视觉成像稠密立体匹配因不满足空气中极线约束问题,提出一种水下对应点匹配与三维测量方法,可将水下双目相机采集的立体图像校正为符合共面行对齐原则的图像对,再套用空气中成熟的立体匹配方法得到水下左右相机图像视差图,从而实现水下目标的三维重建。首先,将进入相机的所有光线总和看成光场,采用四维光场参数表达对每一条光线建模,据此建立相机的折射成像模型和双目立体视觉模型并计算光线的方向向量;根据光线的光场表达将光线转化为点矢量的形式,计算方向图像上任意像点对应原图像的像素坐标并确定位置映射关系。通过插值即可快速得到符合行对齐原则的左、右方向图像,并最终获得每条光线对应的视差图。仿真结果表明,方向图像的行对齐误差小于0.8pixel。水池实验采用事先标定的靶球作为目标物,利用随机散点主动投射以增加目标物表面的纹理信息,对靶球多次测量的均方根误差为2.8mm,具有较高的测量精度。

来源：2022年第5期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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