双目立体视觉 简介

一、什么是双目立体视觉(Stereo Vision)?

双目立体视觉是用 两个相机 (像人两只眼睛)拍摄同一场景,通过比较两个图像中对应点的视差(Disparity) ,来恢复场景的 三维信息(深度 / 点云) 的技术。

一句话概括:

双目 = 两台相机 + 匹配同名点 + 三角测量(Triangulation)

最终输出:

  • 深度图(Depth Map)

  • 点云(Point Cloud)

  • 物体三维尺寸/位姿


二、 核心原理(三个步骤)

① 两个相机拍同一物体 → 像素位置不同

你看一个物体,用左眼与右眼看到的位置不同,如下图示意:

(左眼中物体更靠右,右眼中物体更靠左)

这是因为相机之间有距离 基线 B

② 匹配对应点 → 计算"视差" d

③ 三角测量 → 解出深度 Z

利用简单几何关系

案例

假设:

  • 两个相机基线 B=120 mmB = 120\text{ mm}B=120 mm

  • 相机焦距 f=800f = 800f=800

  • 左图桌子边缘像素 uL=540u_L = 540uL​=540

  • 右图桌子边缘像素 uR=516u_R = 516uR​=516

视差:

总结:

双目立体视觉 =

  1. 两相机拍同一场景

  2. 校正(Rectification)

  3. 匹配同名点 → 视差图

  4. 用 Z=fB/dZ = fB/dZ=fB/d 计算深度

  5. 点云重建 & 三维测量

最终可做:

  • 3D 检测与定位

  • 工业尺寸测量

  • 自动驾驶深度估计

  • 结构光辅助深度

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