双目视觉导航工作原理

一、双目视觉导航工作原理

在讲解工作原理之前，可以做个小试验，右手拿起一支笔，放在眼睛正前方大概30 cm 处，闭上左眼，用右眼看正前方的笔，然后闭上右眼，用左眼看，大家会发现同一位置的同一支笔在左右两眼视网膜上形成的图像位置并不一样。而我们的大脑就是利用对这种视差的感知，估计出物体到眼睛的距离。

双目视觉导航系统与人类视觉类似，是通过两个摄像头获取图像信息，计算视差，从而辅助无人机感知三维世界。双目视觉导航系统主要组成部分是由两个摄像头组成的双目视觉传感器，如图6-19所示。

上述双目视觉系统的原理如图6-20所示。

图6-19　双目视觉传感器

图6-20　双目视觉距离测量

在图6-20中，P为三维空间某一物点，现用两台相同的相机采集物点P的图像，物点P分别在左、右相机成像平面得到像点，两相机的投影中心的连续的距离为B，相机成像平面宽度为L，焦距为f。这里为了计算方便，将成像平面绕各自的投影中心旋转180°。则点P在左、右相机的视差为

另外，由相似三角形可得

式中，。

由此，可以得到物点P至投影中心的距离（深度信息）为

由式（6-7）可知，视差与物体深度信息成反比，且同一深度下，视差相同。双目视觉导航系统只要求出某点的视差，就可以知道该点的深度信息。

知道点的深度信息，再结合相机参数，就可以求出点的三维坐标。这就需要了解双目视觉导航系统相关坐标系。