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立体视觉原理与关键技术
资料介绍
立体视觉（Stereo Vision）是计算机视觉领域的重要分支，旨在通过模拟人类双眼视觉机制，从二维图像中恢复场景的三维结构信息。其核心原理基于视差（Disparity）——由于左右眼观察位置不同导致的物体成像差异，通过计算对应点视差可重建深度信息。
一、立体视觉基本原理
1.1 人类立体视觉机制
人类双眼间距约65mm，当观察同一物体时，左右视网膜上形成略有差异的图像。大脑通过融合这两幅图像，感知物体的远近关系，这种能力称为双眼视差。研究表明，人类立体视觉的有效距离范围约为20cm至数百米，超出此范围后主要依赖单眼线索（如透视、遮挡、纹理梯度等）。
1.2 计算机立体视觉系统构成
典型的立体视觉系统包括以下模块：
· 图像采集：通过双目相机（平行或会聚式摆放）同步获取左右视图
· 相机标定：计算内参（焦距、主点、畸变系数）和外参（旋转矩阵、平移向量）
· 极线校正：将非平行图像对转换为行对准形式，简化匹配过程
· 立体匹配：寻找左右图像中的对应点，计算视差图
· 深度计算：基于三角测量原理将视差转换为三维坐标
1.3 三角测量公式
在平行相机模型下，深度Z与视差d的关系为：
Z = (f × B) / d
其中：f为相机焦距，B为基线距离（双目间距），d为左右图像对应点的列坐标差。该公式表明，视差越大，物体距离越近。
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