色哟哟视频在线观看-色哟哟视频在线-色哟哟欧美15最新在线-色哟哟免费在线观看-国产l精品国产亚洲区在线观看-国产l精品国产亚洲区久久

0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學(xué)習(xí)在線課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認識你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

單/雙目的測距原理區(qū)別

倩倩 ? 來源:機器視覺沙龍 ? 作者:機器視覺沙龍 ? 2022-09-26 09:37 ? 次閱讀

先說一下單/雙目的測距原理區(qū)別:

單目測距原理:

先通過圖像匹配進行目標識別(各種車型、行人、物體等),再通過目標在圖像中的大小去估算目標距離。這就要求在估算距離之前首先對目標進行準確識別,是汽車還是行人,是貨車、SUV還是小轎車。準確識別是準確估算距離的第一步。要做到這一點,就需要建立并不斷維護一個龐大的樣本特征數(shù)據(jù)庫,保證這個數(shù)據(jù)庫包含待識別目標的全部特征數(shù)據(jù)。比如在一些特殊地區(qū),為了專門檢測大型動物,必須先行建立大型動物的數(shù)據(jù)庫;而對于另外某些區(qū)域存在一些非常規(guī)車型,也要先將這些車型的特征數(shù)據(jù)加入到數(shù)據(jù)庫中。如果缺乏待識別目標的特征數(shù)據(jù),就會導(dǎo)致系統(tǒng)無法對這些車型、物體、障礙物進行識別,從而也就無法準確估算這些目標的距離。

單/雙目方案的優(yōu)點與難點

從上面的介紹,單目系統(tǒng)的優(yōu)勢在于成本較低,對計算資源的要求不高,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對簡單;缺點是:(1)需要不斷更新和維護一個龐大的樣本數(shù)據(jù)庫,才能保證系統(tǒng)達到較高的識別率;(2)無法對非標準障礙物進行判斷;(3)距離并非真正意義上的測量,準確度較低。

雙目檢測原理:

通過對兩幅圖像視差的計算,直接對前方景物(圖像所拍攝到的范圍)進行距離測量,而無需判斷前方出現(xiàn)的是什么類型的障礙物。所以對于任何類型的障礙物,都能根據(jù)距離信息的變化,進行必要的預(yù)警或制動。雙目攝像頭的原理與人眼相似。人眼能夠感知物體的遠近,是由于兩只眼睛對同一個物體呈現(xiàn)的圖像存在差異,也稱“視差”。物體距離越遠,視差越小;反之,視差越大。視差的大小對應(yīng)著物體與眼睛之間距離的遠近,這也是3D電影能夠使人有立體層次感知的原因。

3f4ce82c-3d38-11ed-9e49-dac502259ad0.png

上圖中的人和椰子樹,人在前,椰子樹在后,最下方是雙目相機中的成像。其中,右側(cè)相機成像中人在樹的左側(cè),左側(cè)相機成像中人在樹的右側(cè),這是因為雙目的角度不一樣。再通過對比兩幅圖像就可以知道人眼觀察樹的時候視差小,而觀察人時視差大。因為樹的距離遠,人的距離近。這就是雙目三角測距的原理。雙目系統(tǒng)對目標物體距離感知是一種絕對的測量,而非估算。

理想雙目相機成像模型

3fcfd020-3d38-11ed-9e49-dac502259ad0.jpg

40215ed6-3d38-11ed-9e49-dac502259ad0.png

根據(jù)三角形相似定律:

403ba1ce-3d38-11ed-9e49-dac502259ad0.jpg? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (1)

由式(1),解方程得:

40508120-3d38-11ed-9e49-dac502259ad0.jpg? ? ? ? (2)

z=b*f/d, x=z*xl/d, y=z*y/f (3)

根據(jù)上述推導(dǎo),要求得空間點P離相機的距離(深度)z,必須知道:
1、相機焦距f,左右相機基線b(可以通過先驗信息或者相機標定得到)。
2、視差 :406bd2c2-3d38-11ed-9e49-dac502259ad0.jpg,即左相機像素點(xl, yl)和右相機中對應(yīng)點(xr, yr)的關(guān)系,這是雙目視覺的核心問題。

4082036c-3d38-11ed-9e49-dac502259ad0.png

重點來看一下視差(disparity),視差是同一個空間點在兩個相機成像中對應(yīng)的x坐標的差值,它可以通過編碼成灰度圖來反映出距離的遠近,離鏡頭越近的灰度越亮;

40be1c76-3d38-11ed-9e49-dac502259ad0.png

極線約束

對于左圖中的一個像素點,如何確定該點在右圖中的位置?需要在整個圖像中地毯式搜索嗎?當然不用,此時需要用到極線約束。
如上圖所示。O1,O2是兩個相機,P是空間中的一個點,P和兩個相機中心點O1、O2形成了三維空間中的一個平面PO1O2,稱為極平面(Epipolar plane)。極平面和兩幅圖像相交于兩條直線,這兩條直線稱為極線(Epipolar line)。

P在相機O1中的成像點是P1,在相機O2中的成像點是P2,但是P的位置是未知的。我們的目標是:對于左圖的P1點,尋找它在右圖中的對應(yīng)點P2,這樣就能確定P點的空間位置。
極線約束(Epipolar Constraint)是指當空間點在兩幅圖像上分別成像時,已知左圖投影點p1,那么對應(yīng)右圖投影點p2一定在相對于p1的極線上,這樣可以極大的縮小匹配范圍。即P2一定在對應(yīng)極線上,所以只需要沿著極線搜索便可以找到P1的對應(yīng)點P2。

非理性情況:

上面是兩相機共面且光軸平行,參數(shù)相同的理想情況,當相機O1,O2不是在同一直線上怎么辦呢?事實上,這種情況非常常見,因為有些場景下兩個相機需要獨立固定,很難保證光心完全水平,即使固定在同一個基板上也會由于裝配的原因?qū)е鹿庑牟煌耆剑缦聢D所示:兩個相機的極線不平行,并且不共面。

423afd94-3d38-11ed-9e49-dac502259ad0.png

這種情況下拍攝的兩張左右圖片,如下圖所示。左圖中三個十字標志的點,右圖中對應(yīng)的極線是右圖中的三條白色直線,也就是對應(yīng)的搜索區(qū)域。我們看到這三條直線并不是水平的,如果進行逐點搜索效率非常低。

42588c92-3d38-11ed-9e49-dac502259ad0.png

圖像矯正技術(shù)

圖像矯正是通過分別對兩張圖片用單應(yīng)性矩陣(homography matrix)變換得到,目的是把兩個不同方向的圖像平面(下圖中灰色平面)重新投影到同一個平面且光軸互相平行(下圖中黃色平面),這樣轉(zhuǎn)化為理想情況的模型。

4348aa2e-3d38-11ed-9e49-dac502259ad0.png

經(jīng)過圖像矯正后,左圖中的像素點只需要沿著水平的極線方向搜索對應(yīng)點就可以了。從下圖中我們可以看到三個點對應(yīng)的視差(紅色雙箭頭線段)是不同的,越遠的物體視差越小,越近的物體視差越大。

4420e51a-3d38-11ed-9e49-dac502259ad0.png

44517f54-3d38-11ed-9e49-dac502259ad0.jpg

上面的主要工作是在極線上尋找匹配點,但是由于要保證兩個相機參數(shù)完全一致是不現(xiàn)實的,并且外界光照變化和視角不同的影響,使得單個像素點魯棒性很差。所以匹配工作是一項很重要的事情,這也關(guān)系著雙目視覺測距的準確性。

雙目視覺的工作流程

44938214-3d38-11ed-9e49-dac502259ad0.png

相機鏡頭畸變校正原理及方法,之前介紹過,這個基本是通用的,可以用張正友校準法。

雙目測距的優(yōu)點與難點

從上面的介紹看出,雙目系統(tǒng)優(yōu)勢:(1)成本比單目系統(tǒng)要高,但尚處于可接受范圍內(nèi),并且與激光雷達等方案相比成本較低;(2)沒有識別率的限制,因為從原理上無需先進行識別再進行測算,而是對所有障礙物直接進行測量;(3)直接利用視差計算距離,精度比單目高;(4)無需維護樣本數(shù)據(jù)庫,因為對于雙目沒有樣本的概念。

雙目系統(tǒng)的難點:

(1)計算量非常大,對計算單元的性能要求非常高,這使得雙目系統(tǒng)的產(chǎn)品化、小型化的難度較大。所以在芯片FPGA上解決雙目的計算問題難度比較大。國際上使用雙目的研究機構(gòu)或廠商,絕大多數(shù)是使用服務(wù)器進行圖像處理與計算,也有部分將算法進行簡化后,使用FPGA進行處理。

(2)雙目的配準效果,直接影響到測距的準確性。

2.1、對環(huán)境光照非常敏感。雙目立體視覺法依賴環(huán)境中的自然光線采集圖像,而由于光照角度變化、光照強度變化等環(huán)境因素的影響,拍攝的兩張圖片亮度差別會比較大,這會對匹配算法提出很大的挑戰(zhàn)。

44bd3ea6-3d38-11ed-9e49-dac502259ad0.png

44e2fb8c-3d38-11ed-9e49-dac502259ad0.png

2.2、不適用于單調(diào)缺乏紋理的場景。由于雙目立體視覺法根據(jù)視覺特征進行圖像匹配,所以對于缺乏視覺特征的場景(如天空、白墻、沙漠等)會出現(xiàn)匹配困難,導(dǎo)致匹配誤差較大甚至匹配失敗。

4612f50c-3d38-11ed-9e49-dac502259ad0.png

2.3、計算復(fù)雜度高。該方法需要逐像素匹配;又因為上述多種因素的影響,為保證匹配結(jié)果的魯棒性,需要在算法中增加大量的錯誤剔除策略,因此對算法要求較高,想要實現(xiàn)可靠商用難度大,計算量較大。
2.4、相機基線限制了測量范圍。測量范圍和基線(兩個攝像頭間距)關(guān)系很大:基線越大,測量范圍越遠;基線越小,測量范圍越近。所以基線在一定程度上限制了該深度相機的測量范圍。

審核編輯 :李倩

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
  • 圖像
    +關(guān)注

    關(guān)注

    2

    文章

    1089

    瀏覽量

    40534
  • 相機
    +關(guān)注

    關(guān)注

    4

    文章

    1367

    瀏覽量

    53811
  • 數(shù)據(jù)庫
    +關(guān)注

    關(guān)注

    7

    文章

    3845

    瀏覽量

    64590

原文標題:【光電智造】雙目視覺測距原理,數(shù)學(xué)推導(dǎo)及三維重建資源

文章出處:【微信號:今日光電,微信公眾號:今日光電】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

收藏 人收藏

    評論

    相關(guān)推薦

    超快飛秒光學(xué)新工具!腔雙光梳的精確測距應(yīng)用前景

    腔雙光梳技術(shù)是近年來光學(xué)領(lǐng)域備受矚目的研究方向之一。這項技術(shù)不僅在光譜分析、激光測距、厚膜檢測、泵浦探測等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景,還為研究精密光譜學(xué)、量子光學(xué)、光子學(xué)等提供了全新的研究平臺。
    的頭像 發(fā)表于 01-23 13:58 ?56次閱讀
    超快飛秒光學(xué)新工具!<b class='flag-5'>單</b>腔雙光梳的精確<b class='flag-5'>測距</b>應(yīng)用前景

    一文解析光子激光測距技術(shù)

    光子激光測距技術(shù)是一項較新型的探測技術(shù),是激光測距的一個新興分支。相較于傳統(tǒng)的探測技術(shù),光子激光測距系統(tǒng)具有探
    的頭像 發(fā)表于 11-15 11:37 ?655次閱讀
    一文解析<b class='flag-5'>單</b>光子激光<b class='flag-5'>測距</b>技術(shù)

    高分辨中紅外光子測距系統(tǒng)原理分析

    據(jù)麥姆斯咨詢報道,近日,華東師范大學(xué)精密光譜科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室黃坤研究員與曾和平教授團隊在中紅外光子測距方面取得進展,研制了具有光子靈敏度、高測距分辨率和大動態(tài)范圍的中紅外上
    的頭像 發(fā)表于 10-22 14:51 ?594次閱讀
    高分辨中紅外<b class='flag-5'>單</b>光子<b class='flag-5'>測距</b>系統(tǒng)原理分析

    端甲類和推挽甲類功放的區(qū)別

    端甲類(Class A)和推挽甲類(Class AB)功放是兩種常見的音頻放大器設(shè)計。它們在性能、效率、成本和應(yīng)用方面都有顯著的區(qū)別。以下是對這兩種功放的比較: 1. 工作原理 端甲類功放
    的頭像 發(fā)表于 10-09 17:18 ?1510次閱讀

    電源運放與運放工作在電源的區(qū)別

    請問電源運放是一種什么樣的運放? 電源運放需要接VCC/2的虛擬地還是接GND? 電源運放與運放工作在電源的區(qū)別
    發(fā)表于 09-05 06:20

    lidar傳感器和激光測距傳感器的區(qū)別

    LiDAR傳感器和激光測距傳感器是兩種不同類型的傳感器,它們在原理、應(yīng)用和性能方面存在一些區(qū)別。 原理區(qū)別 LiDAR傳感器(Light Detection and Ranging)是一種
    的頭像 發(fā)表于 08-29 15:56 ?636次閱讀

    請問端音頻和差分音頻有何區(qū)別

    端音頻和差分音頻有何區(qū)別?一個是單聲道一個是立體聲?
    發(fā)表于 08-13 07:37

    端正激電路和端反激電路區(qū)別

    端正激電路和端反激電路是兩種常見的開關(guān)電源拓撲結(jié)構(gòu),它們在設(shè)計和應(yīng)用方面存在一些區(qū)別。以下是對這兩種電路的比較和分析: 電路結(jié)構(gòu) 端正激電路(Forward Converter)
    的頭像 發(fā)表于 08-02 14:49 ?959次閱讀

    端輸入和雙端輸入的區(qū)別是什么

    端輸入和雙端輸入是電子電路設(shè)計中的兩種不同的輸入方式。它們在電路設(shè)計、性能和應(yīng)用方面存在一些關(guān)鍵的區(qū)別 端輸入 端輸入是一種常見的輸入方式,它使用單個輸入信號來驅(qū)動電路。在
    的頭像 發(fā)表于 07-31 10:50 ?2946次閱讀

    網(wǎng)線屏和雙屏區(qū)別

    網(wǎng)線屏蔽(簡稱屏)和雙屏蔽(簡稱雙屏)的主要區(qū)別體現(xiàn)在以下幾個方面。
    的頭像 發(fā)表于 07-31 10:13 ?2000次閱讀

    UWB測距典型應(yīng)用:人車測距防撞

    UWB測距相較UWB定位結(jié)構(gòu)更為簡單:測距基站、測距標簽、聲光報警器(非必選)就構(gòu)成了一組測距單元,無需調(diào)試校準,只需預(yù)先在后臺設(shè)置好距離閾值就能夠便捷部署應(yīng)用。典型應(yīng)用:人車
    的頭像 發(fā)表于 06-28 10:36 ?494次閱讀
    UWB<b class='flag-5'>測距</b>典型應(yīng)用:人車<b class='flag-5'>測距</b>防撞

    雙速電機與速電機的區(qū)別

    在電機技術(shù)領(lǐng)域,雙速電機和速電機是兩種常見的電機類型。它們在結(jié)構(gòu)、工作原理、性能特點以及應(yīng)用領(lǐng)域等方面都存在顯著的差異。本文將對雙速電機和速電機的區(qū)別進行詳細的闡述,以便讀者能夠更全面地了解這兩種電機類型。
    的頭像 發(fā)表于 06-11 14:41 ?2689次閱讀

    液原電池和雙液原電池的區(qū)別

    液原電池和雙液原電池是兩種不同類型的化學(xué)電源,它們在設(shè)計、工作原理以及應(yīng)用方面存在顯著的區(qū)別
    的頭像 發(fā)表于 04-26 16:14 ?7615次閱讀

    工業(yè)相機目和雙目的區(qū)別

    工業(yè)相機標定的方法根據(jù)工業(yè)相機的數(shù)目可分為目標定、雙目標定Q以及多目標定。
    的頭像 發(fā)表于 03-26 16:26 ?2056次閱讀
    工業(yè)相機<b class='flag-5'>單</b>目和<b class='flag-5'>雙目的</b><b class='flag-5'>區(qū)別</b>

    接地和接零是一個概念嗎?接地和接零的基本目的 工作接地與保護接零的區(qū)別

    接地和接零是一個概念嗎?接地和接零的基本目的 工作接地與保護接零的區(qū)別 保護接地與保護接零的區(qū)別? 接地和接零不是一個概念。接地和接零在電氣領(lǐng)域有著不同的定義和用途。 接地是將電氣系統(tǒng)的任何一個電極
    的頭像 發(fā)表于 02-04 15:45 ?1182次閱讀
    主站蜘蛛池模板: 91亚洲 欧美 国产 制服 动漫 | 免费在线看视频 | 日美一级毛片 | 变形金刚7免费观看完整 | 年轻的搜子8中字在线观看 年轻的朋友4在线看中文字幕 | 精品免费久久久久久成人影院 | 97成人碰碰在线人妻少妇 | 久青草国产97香蕉在线视频 | 自拍视频亚洲综合在线精品 | 999资源站 | 无码日本亚洲一区久久精品 | 久久成人免费观看全部免费 | 色综合久久88一加勒比 | 美女乱草鲍高清照片 | 攵女yin乱合集高h | 日韩AV成人无码久久精品老人 | 波多野结衣的AV一区二区三区 | 空姐厕所啪啪啪 | 办公室中文BD | 91麻精品国产91久久久久 | 欧美国产在线一区 | 国产精品久久久久久亚洲毛片 | 97视频在线观看免费播放 | 欧美日韩亚洲第一区在线 | 国产精品一区二区激情 | 99精品日韩 | 亚洲国产在线播放在线 | 日日碰狠狠躁久久躁综合网 | 青青视频国产色偷偷 | 99九九精品视频 | 视频一区在线免费观看 | 粉嫩AV国产一区二区福利姬 | 国产成人在线视频免费观看 | 欧美 日韩 亚洲 在线 | 小黄文污到你湿 | 亚洲免费福利在线视频 | 无遮掩H黄纯肉动漫在线观看星 | 爽爽窝窝午夜精品一区二区 | 蜜臀AV999无码精品国产 | 国产午夜精品片一区二区三区 | 99久久国产综合精品 |