1.算法描述

双目相机一般由左眼和右眼两个水平放置的相机组成。当然也可以做成上下两个目，但我们见到的主流双目都是做成左右的。在左右双目的相机中，我们可以把两个相机都看作针孔相机。它们是水平放置的，意味两个相机的光圈中心都位于x轴上。它们的距离称为双目相机的基线（Baseline,记作b），是双目的重要参数。双目相机一般由左眼和右眼两个水平放置的相机组成。当然也可以做成上下两个目，但我们见到的主流双目都是做成左右的。在左右双目的相机中，我们可以把两个相机都看作针孔相机。它们是水平放置的，意味两个相机的光圈中心都位于x轴上。它们的距离称为双目相机的基线（Baseline,记作b），是双目的重要参数。

考虑一个空间点P，它在左眼和右眼各成一像，记作PL,PR。由于相机基线的存在，这两个成像位置是不同的。理想情况下，由于左右相机只有在x轴上有位移，因此 P的像也只在x轴（对应图像的u轴）上有差异。我们记它在左侧的坐标为uL，右侧坐标为uR。那么，它们的几何关系如图1右侧所示。根据三角形P−PL−PR和P−OL−OR 的相似关系，有：

整理得：

这里d为左右图的横坐标之差，称为视差（Disparity）。根据视差，我们可以估计一个像素离相机的距离。视差与距离成反比：视差越大，距离越近。同时，由于视差最小为一个像素，于是双目的深度存在一个理论上的最大值，由fb确定。我们看到，当基线越长时，双目最大能测到的距离就会变远；反之，小型双目器件则只能测量很近的距离。
基线：两个光心的连线称为基线；

极平面：物点（空间点M）与两个光心的连线构成的平面称为极平面；

极线：极平面与成像平面的交线

极点：极线的一端，基线与像平面的交点

像点：极线的一端，光心与物点连线与像平面的交点；

相机成像系统中，共包含四个坐标系：世界坐标系、相机坐标系、图像坐标系、像素坐标系。

2.仿真效果预览

matlab2022a仿真结果如下：

3.MATLAB核心程序

%计算物体的深度距离
PL=imread('IMAGES\p1.jpg');
subplot(241),imshow(PL),title('左侧拍摄图像');
PL=rgb2gray(PL);
PL=255-PL;
PL1=im2bw(PL,0.8);
subplot(242),imshow(PL1),title('阈值分割图像');
se1=strel('rectangle',[5 5]);
PL2=imclose(PL1,se1);   %闭运算
se2=strel('rectangle',[5 5]);
PL3=imopen(PL2,se2);   %开运算
subplot(243),imshow(PL2),title('形态学处理');
imwrite(PL3,'PL3.bmp','bmp')
k=1;sum1=0;
for j=1:518        %计算目标一的像素突变点
    for i=1:388
        sum1=sum1+PL3(i,j);
        
    end
    k=k+1;
    P(k)=sum1/318;
    sum1=0;
end
x=1:518;
y=P(x);
subplot(244),plot(x,y),title('灰度变化图');
plot(x,y);
for i=2:518        %计算目标二的像素突变点
    if ((P(i-1)<0.01)&(P(i)>0.01)&(P(i)<0.16))
        Z(1)=i;
        continue
    end
    if ((P(i-1)<0.1)&(P(i)>0.16))
        Z(2)=i;
        continue
    end
end
%===============================
 %计算右边图像的目标位置
%===============================
PR=imread('IMAGES\p2.jpg');
subplot(245),imshow(PR);title('右侧拍摄图像');
PR=rgb2gray(PR);
PR=255-PR;
PR1=im2bw(PR,0.8);
subplot(246),imshow(PR1);title('阈值分割图像');
se1=strel('rectangle',[5 5]);
PR2=imclose(PR1,se1); 
se2=strel('rectangle',[5 5]);
PR3=imopen(PR2,se2); 
subplot(247),imshow(PR3),title('形态学处理');
k=1;sum2=0;
for j=1:518
    for i=1:388
        sum2=sum2+PR3(i,j);
        
    end
    k=k+1;
    Q(k)=sum2/318;
    sum2=0;
end
A59