[发明专利]一种地外天体巡视器的立体匹配方法

说明书

本发明涉及一种地外天体巡视器的立体匹配方法，属于立体视觉匹配技术。本发明的步骤如下：地外天体巡视器的左右相机获取左右图像；对左右图像进行极线校正，对极线校正后的左右图像分别构建L层的左右金字塔；对左右金字塔第L层的两幅图像进行双向立体匹配，得到左右视差图；利用第L层的视差图确定第L‑1层每个像素的视差搜索范围，对第L‑1层两幅图像进行双向立体匹配，得到第L‑1层左右视差图；之后循环进行，直到利用第2层的视差图确定第1层每个像素的视差搜索范围，对第1层两幅图像进行双向立体匹配，得到第1层的左右视差图。

技术领域

本发明涉及一种地外天体巡视器的立体匹配方法，具体涉及一种地外天体巡视器的多分辨率快速立体匹配方法，属于计算机视觉及深空探测技术领域。

背景技术

地外天体巡视器探测已经成为深空探测的重要内容。由于地外天体具有工作环境未知、非结构化、地形复杂、工作范围大、距离地球遥远等特点，因此，需要重点解决巡视器自主环境感知、路径规划等一系列问题。地外天体表面的地形快速三维重构是保证巡视器在地外天体顺利行进的关键问题。

目前地外天体巡视器主要通过激光雷达法和立体视觉法实现对地形的三维重建。激光雷达法可以产生高精度的深度信息，相对于立体视觉的优势在于计算量小，但是存在设备功耗大、体积和重量较大等缺点。例如，由于当时辐射加固的处理器处理速度的限制，1997年7月着陆的美国“索杰纳”火星车上采用了激光条纹仪进行障碍物检测。但是，据测算，每增加1千克重量进入太空，需要多支付几万美元成本。而立体视觉系统具备视场大、功耗、体积与质量较小、成本低等特点，符合所载设备质量、能耗与体积尽可能小的发射和使用要求。特别随着处理器处理速度的提高和立体视觉技术的进步，立体视觉在地外天体探测领域具有广泛的应用前景。例如，2004年着陆的美国勇气号和机遇号火星车就利用立体视觉来绘制三维地形图；2012年8月着陆火星的好奇号火星车也采用立体视觉作为主要的避障、路径规划、导航定位的主要技术手段；2013年12月我国的嫦娥三号搭载的“玉兔”号月球车，也是采用立体视觉技术实现对月面未知环境的三维重建，实现了基于立体视觉的自主避障。