双目立体视觉技术根据立体图像对获取场景的三维信息。由于该技术测距时,无需接触便可以得到丰富的信息,因此被广泛应用到工业检测、机器人导航、海底勘探等领域。基于鱼眼镜头的双目立体视觉系统,与传统双目立体视觉相比,在实时获取大视场图像信息方面有着无可比拟的优势。立体匹配是双目立体视觉中最关键的步骤,匹配的精度与速度决定了双目立体视觉技术的实用性与价值。本文以鱼眼双目立体视觉系统为研究对象,针对鱼眼图像变形严重,匹配难度大的问题,提出了适合未经矫正的鱼眼图像的匹配算法。本文将从以下几个方面展开论述:(1)本文首先介绍了课题的研究背景和意义;国内外基于鱼眼镜头双目立体视觉研究现状以及存在问题;通过分析常规图像立体匹配的匹配框架,确定了本文的研究内容。(2)针对鱼眼镜头非线性成像原理造成传统极线约束不再适用,对应点的搜索范围不易确定,图像匹配难度增大这一问题,提出了一种基于极曲线几何的鱼眼图像匹配算法。首先介绍了鱼眼镜头的成像模型,并建立了基于鱼眼镜头的平行双目立体视觉系统;然后,根据鱼眼双目视觉模型,推导了鱼眼图像的3D和2D极曲线方程;最后根据推导的极线方程,利用动态规划算法实现了鱼眼图像的稠密匹配。实验结果证明,该算法能够得到较好的稠密视差图。(3)针对鱼眼图像变形严重,传统匹配窗口内容对应性差造成匹配代价存在较大偏差这一问题,提出了一种适用于鱼眼图像立体匹配的支持邻域计算法。首先,在分析了平行鱼眼双目立体视觉模型成像特点的基础上,以待匹配像素点对应的空间点为中心,选取一个空间邻域;然后,计算左右图像中该空间邻域在不同视差条件下的表达式;最后,利用计算得到的支持邻域计算匹配代价,完成鱼眼图像的立体匹配。实验结果表明,利用本文提出的方法确定的支持邻域计算匹配代价,提高了鱼眼图像的匹配准确度。