基于MATLAB的双目立体视觉三维重建系统

资 源 简 介

提供基础版和增强版双目立体视觉处理方案。StereoVision基础版实现立体匹配与视差图生成，支持深度计算、稀疏点云重建及可视化，适用于三维场景分析入门研究。

详 情 说 明

基于双目立体视觉的三维重建系统（双版本：基础版与增强版）

项目介绍

本项目提供了一套完整的双目立体视觉三维重建解决方案，包含两个独立版本：StereoVision（基础版） 与 StereoVisionPlus（增强版）。基础版实现了从立体图像对生成稀疏三维点云的核心流程，适合快速验证与入门。增强版在基础版之上，集成了先进的稠密匹配算法、多视角重建融合以及丰富的点云后处理功能，旨在生成精细的、可实用的三维模型，并支持精度评估与参数优化。

功能特性

StereoVision（基础版）

• 立体匹配：采用SAD等基础算法计算视差图。
• 三维重建：根据视差图与相机参数计算深度，生成稀疏三维点云（PLY格式）。
• 结果可视化：提供视差图与三维点云的可交互显示。
• 基础去噪：包含简单的点云噪声过滤功能。

StereoVisionPlus（增强版）

• 稠密立体匹配：集成SGBM、SGM等算法，生成高质量的稠密视差图。
• 多视角重建与融合：支持从多个视角重建点云，并利用ICP等算法进行配准与拼接。
• 高级点云后处理：提供统计滤波、泊松曲面重建、纹理映射等功能，输出精细网格模型（PLY/OBJ格式）。
• 精度评估与优化：可计算重建结果的RMSE误差，并提供参数调优模块以提升重建质量。

使用方法

1. 准备输入数据：

* 标定数据：准备好左右相机的内参矩阵、畸变系数以及相对位姿（旋转平移矩阵）。 * 图像对：采集或准备同一场景的、已进行极线校正的左右视角图像（JPEG/PNG格式）。 * 参数配置（增强版）：根据需要调整立体匹配及后处理的相关参数。

1. 运行主程序：

直接运行主程序入口脚本。程序将自动加载配置和数据，依次执行相机模型建立、立体匹配、三维坐标计算及后续处理流程。

1. 获取输出结果：

* 基础版：程序运行后将生成视差图（灰度图像）和稀疏三维点云文件（PLY格式），并打开可视化窗口。 * 增强版：除稠密视差图和精细三维模型（PLY/OBJ格式）外，还会生成包含RMSE误差的精度报告文本文件。

系统要求

• 操作系统：Windows / Linux / macOS
• 编程环境：MATLAB (推荐 R2018b 或更高版本)
• 依赖工具箱：Image Processing Toolbox, Computer Vision Toolbox (必备)，Statistics and Machine Learning Toolbox (推荐用于增强版)

文件说明

主程序入口脚本整合了系统的核心工作流程。它首先负责读取用户提供的相机参数和立体图像对，并据此前向计算畸变校正与极线变换。随后，该脚本根据所选版本调用相应的立体匹配算法来估算像素视差，并利用三角测量原理将视差数据转换为场景的三维点坐标。对于基础版，它会执行基本的点云优化与可视化；对于增强版，则会进一步启动稠密重建、多视角点云配准、曲面网格生成以及重建精度分析等高级模块。最终，该脚本控制所有计算结果的输出与图形化展示。