双目模型及深度值计算

双目模型及深度值计算

  经过几万年的进化可以发现，大部分生物都是长着两只眼睛的，就是因为双目可以测距。下面简单记录下双目相机模型及测距原理。

几何模型

图1 双目相机几何模型

根据 $△$PP_LP_R 和 $△$PO_LO_R 相似关系，有
$$\frac{z-f}{z}=\frac{b-u_L+u_R}{b}$$

深度值计算

视差(disparity)
$$d=u_L-u_R$$
u_Lu_R 分别为P点在左右图像上x轴方向上的坐标。

所以深度值 z 为
$$z=\frac{f\ast b}{d}$$
f 为相机双目间的焦距，b 为相机双目间的基线。

通过视差 d 计算深度值步骤为：

1. 对双目相机拍摄的左右图像 I_L 、I_R 进行特征点匹配，目的是找到两幅图像中所拍摄到的共同点。双目相机拍摄的到的左右目图像，大部分都是相同的（和相机基线的大小有关），只有左右目图像的共同点才能进行视差值计算。
2. 计算已匹配的特征点的横坐标，即几何模型中的 u_L , u_R （u_R 应为负值）。
3. 由u_L u_R 计算出视差 d ,并根据深度值计算公式计算出深度值。

代码

有时间再放上来。。。