隨著科技的進(jìn)步和計(jì)算機(jī)視覺(jué)的研究深入，視覺(jué)被引入到機(jī)器人領(lǐng)域。 機(jī)器人視覺(jué)與文字識(shí)別或者圖像識(shí)別的區(qū)別在于，機(jī)器人視覺(jué)系統(tǒng)一般需要 處理三維圖像，不僅需要了解物體的大小、形狀，還要知道物體之間的關(guān)系。

機(jī)器人工作在三維空間，需要與三維物體打交道，因此，用什么樣的視覺(jué) 系統(tǒng)和怎樣用視覺(jué)系統(tǒng)獲得三維信息是一個(gè)重要問(wèn)題。所謂的三維視覺(jué)信息 包括：從攝像機(jī)到物體之間的距離、物體的大小和形狀、各物體之間的關(guān)系。

從機(jī)器人的視覺(jué)技術(shù)來(lái)看，可以分為單目視覺(jué)、雙目視覺(jué)和全景視覺(jué)三 類(lèi)

1)單目視覺(jué) 移動(dòng)機(jī)器人的單目視覺(jué)在已知對(duì)象的形狀和性質(zhì)或服從某 些假定時(shí)，雖然能夠從圖像的二維特征推導(dǎo)出三維信息，但一般情況下從單一 圖像中是不可能直接得到三維環(huán)境信息的。

2)雙目視覺(jué) 雙目視覺(jué)測(cè)距法是仿照人類(lèi)利用雙目感知距離的一種測(cè)距 方法。人的雙眼從稍有不同的兩個(gè)角度去觀察客觀三維世界的景物，由于幾 何光學(xué)的投影，離觀察者不同距離的物點(diǎn)在左、右兩眼視網(wǎng)膜上的像不是在相 同的位置上，這種在兩眼視網(wǎng)膜上的位置差就稱(chēng)為雙眼視差，它反映了客觀景 物的深度(或距離),如圖3-3所示。先運(yùn)用完全相同的兩個(gè)或者多個(gè)攝像機(jī)對(duì)同一景物從不同位置成像獲得立體像對(duì)，通過(guò)各種算法匹配出相應(yīng)像點(diǎn)，從而計(jì)算出視差，然后采用基于三角測(cè)量的方法恢復(fù)距離。立體視覺(jué)測(cè)距的難點(diǎn)是如何選擇合理的匹配特征和匹配準(zhǔn)則，以保證匹配的準(zhǔn)確性。

雙目立體視覺(jué)測(cè)量是基于視差原理，由多幅圖像獲取物體三維幾何信息 的方法。在計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)中，雙目立體視覺(jué)測(cè)量一般由兩部攝像機(jī)從不同角度同時(shí)獲取周?chē)�景物的兩幅�?shù)字圖像，或由攝像機(jī)在不同時(shí)刻從不同角度 獲取周?chē)�景物的兩幅�?shù)字圖像，并基于視差原理即可恢復(fù)出物體三維幾何信 息，重建周?chē)�景物的三維形狀與位置。

圖3-3所示為簡(jiǎn)單的平視雙目立體成像原理圖，兩攝像機(jī)的投影中心連 線(xiàn)的距離，即基線(xiàn)距為B 。兩攝像機(jī)在同一時(shí)刻觀看空間物體的統(tǒng)一特征點(diǎn) P, 分別在“左眼”和“右眼”上獲取了點(diǎn)P 的圖像，它們的圖像坐標(biāo)分別為Pef (Xief,Yef),Prighe(Xrigh, Yrigh)。假定兩攝像機(jī)的圖像在同一個(gè)平面上，則特 征 點(diǎn)P 的圖像坐標(biāo)的Y 坐標(biāo)相同，即Yen=Yrigh=Y, 則有三角幾何關(guān)系得到

左攝像機(jī)像面上的任意一點(diǎn)只要能在右攝像機(jī)像面上找到對(duì)應(yīng)的 匹配點(diǎn)(二者是空間同一點(diǎn)在左、右攝像機(jī)像面上的點(diǎn)),就可以確定出該點(diǎn)的 三維坐標(biāo)。這種方法是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的運(yùn)算，像面上所有點(diǎn)只要存在相應(yīng)的匹配點(diǎn)， 就可以進(jìn)行上述運(yùn)算，從而獲取其對(duì)應(yīng)的三維坐標(biāo)。

雙目立體視覺(jué)測(cè)量是建立在對(duì)應(yīng)基元的視差基礎(chǔ)之上，因此左右圖像中 各基元的匹配關(guān)系成為雙目立體視覺(jué)測(cè)量中的一個(gè)極其重要的問(wèn)題。然而對(duì) 于實(shí)際的立體圖像對(duì)，求解對(duì)應(yīng)基元的問(wèn)題很富有挑戰(zhàn)性，可以說(shuō)是雙目立體 視覺(jué)測(cè)量中Z困難的一步。為了求解對(duì)應(yīng)基元，人們已經(jīng)建立了許多約束來(lái) 減少對(duì)應(yīng)基元誤匹配，并Z終得到正確的對(duì)應(yīng)基元。

在雙目立體視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)中，對(duì)應(yīng)基元的匹配問(wèn)題主要關(guān)心兩幅圖像重 點(diǎn)、邊緣或者區(qū)域等幾何基元的相似程度。