基于双目视觉的林间目标测距系统研究

摘要

为解决传统双目视觉对树木和障碍物测距存在图像采集和处理速度较慢、CPU负载较大和采集图像分辨率较低等问题,设计一种基于双目视觉的林间目标测距系统,实现对树木和障碍物等林间目标距离的快速测量。采用双目摄像头和FPGA(Field Programmable Gate Array)作为系统的图像采集和处理平台,结合千兆以太网将图像传输至PC端。然后使用MATLAB完成系统的双目标定,从而获取双目摄像头的内参和外参。最后基于VS2022平台,通过SGBM(Semi-Global Block Matching)算法和BM(Block Matching)算法进行立体匹配,得到视差图和深度图,进而通过树木和障碍物关键点的三维坐标信息得到当前的树木和障碍物距离。研究结果表明,在1.4 m范围内,SGBM和BM算法树木和障碍物距离测量结果的相对误差均小于2%,2种算法对图像的处理速度分别为130 ms和119 ms。此研究表明该双目视觉测距系统能够实现图像数据的快速处理,并能够较为准确地完成树木和障碍物等林间目标的测距,为计算机视觉技术在森林资源调查中的应用提供参考。