双目视觉是计算机视觉的一个重要分支，即由不同位置的两台或一台相机经过移动或旋转拍摄同一幅场景，通过计算空间点在两幅图像中的视差，获得空间点的三维坐标值。与其他获取三维信息的方法相比，双目视觉模拟人类双眼处理景物的方式可靠简便，在许多领域具有应用价值，如机器人导航、工业零件三维测量及虚拟现实等。高宏伟所著的《计算机双目立体视觉》在介绍双目视觉基本原理的基础上，阐述了双目立体视觉的实现技术。同时，本书针对传统双目视觉的相关算法存在的缺点，给出了改进方法或提出了新模型，使之更为有效可靠；另外，本书将提出的新模型与新算法应用于实际工程领域，拓展了双目视觉的应用领域。

高宏伟所著的《计算机双目立体视觉》是一本比较全面和系统研究计算机双目立体视觉理论、技术及其应用的学术专著。

《计算机双目立体视觉》在介绍双目视觉基本原理的基础上，阐述了双目立体视觉的实现技术。同时，本书针对传统双目视觉的相关算法存在的缺点，给出了改进方法或提出了新模型，使之更为有效可靠；另外，本书将提出的新模型或新算法应用于实际工程领域，拓展了双目视觉的应用领域。

本书可供广大科研人员、工程技术人员使用，也可供模式识别、信号处理、计算机科学与工程、自动化等有关专业高年级学生和研究生参考。

第1章 计算机视觉研究概述/1

 1.1 主动测距技术/2

 1.2 被动测距技术/4

1.2.1 单目视觉/5

1.2.2 双目视觉/6

1.2.3 三/多目视觉/11

 参考文献/12

第2章 相机标定/17

 2.1 相机成像模型/17

2.1.1 参考坐标系/17

2.1.2 针孔模型/18

2.1.3 畸变模型/20

 2.2 相机标定算法概述/22

2.2.1 DLT法的原理/24

2.2.2 Tsai的两步法的原理/26

2.2.3 Z Zhang的平面模板两步法的原理/30

 2.3 相机的预标定/36

2.3.1 一种快速准确的标定特征点存储算法/36

2.3.2 改进的相机光心计算方法/40

2.3.3 实验结果与分析/44

 2.4 改进的两步标定算法/46

2.4.1 基于三维重投影误差的Tsai两步法/46

2.4.2 考虑多个畸变系数的仿DLT两步法/50

2.4.3 基于进化计算的仿DLT两步法/53

2.4.4 实验结果与分析/57

 参考文献/62

第3章 对极几何及其恢复方法/66

 3.1 双目视觉的对极几何/66

3.1.1 成像模型/66

3.1.2 基础矩阵/67

3.1.3 基础矩阵的求解方法/68

 3.2 对极几何的离线恢复/69

3.2.1 简单背景下的恢复/69

3.2.2 复杂背景下的恢复/71

3.2.3 实验结果与分析/71

 3.3 对极几何的在线恢复/73

3.3.1 基于成像几何的图像坐标约束证明/74

3.3.2 基于图像坐标约束的稀疏匹配算法/77

3.3.3 鲁棒稀疏匹配算法/80

3.3.4 实验结果与分析/83

 3.4 图像极线校正算法概述/86

 3.5 基于基础矩阵的校正算法/88

3.5.1 校正算法原理/88

3.5.2 实验结果与分析/90

 参考文献/92

第4章 稠密匹配/95

 4.1 稠密匹配算法概述/95

 4.2 局部最优化匹配算法/99

4.2.1 基于灰度互相关的匹配算法/99

4.2.2 基于Census变换的匹配算法/100

 4.3 全局最优化匹配算法/101

4.3.1 基于特征约束的快速匹配算法/101

4.3.2 基于图论最小切割的匹配算法/105

4.3.3 改进的基于图论最小切割的匹配算法/110

4.3.4 实验结果与分析/111

 4.4 误匹配的去除方法/116

4.4.1 图像灰度均衡算法/116

4.4.2 基于视差均值的滤波算法/119

4.4.3 基于真实控制点的视差滤波算法/120

4.4.4 实验结果与分析/121

 参考文献/123

第5章 三维重建/129

 5.1 三维重建算法概述/129

 5.2 基于欧氏空间的场景三维点云计算方法/131

5.2.1 立体成像几何法/131

5.2.2 最小二乘法/132

 5.3 基于OpenGL的三维显示方法/135

5.3.1 坐标系的转换与统一/135

5.3.2 三角剖分与纹理粘贴/136

 5.4 三维重建软件结构/139

5.4.1 三维重建流程/139

5.4.2 双相机标定模块/142

5.4.3 图像匹配模块/143

5.4.4 三维重建显示模块/144

 5.5 实验结果与分析/145

 参考文献/148

第6章 双目视觉的特例及应用/150

 6.1 光轴垂直的双目视觉测距系统/150

6.1.1 测距模型推导/150

6.1.2 测距结果与分析/155

 6.2 基于平行双目视觉的星球漫游车人机交互系统/160

6.2.1 星球漫游车技术研究概述/160

6.2.2 基于车体坐标系的总体标定方法/166

6.2.3 漫游车的运动学建模/168

6.2.4 基于平行双目视觉的漫游车运动仿真研究/180

 参考文献/194

结束语/197