计算机视觉技术起源于20世纪,并在21世纪蓬勃发展。以计算机视觉技术为基础,目标识别技术、目标定位技术、目标跟踪技术等也取得了新的突破与应用。其中,双目立体视觉定位技术以结构简单,无接触式工作、成本低、实时性好、精度达标等优点广泛地应用于生活、工业、国防等众多领域。以国防建设中的海上对空监控为例,安装监控船舶上的双目立体视觉定位系统应具有精准定位空中目标的能力。然而,目前一般的双目定位系统使用的是普通相机,其视场角较小,不能满足海上对空检测的大视野定位的需求。并且,海上情况复杂,由于海浪的存在,监控船舶会不时地发生摆动,导致固定在船体上的双目立体视觉定位系统也会跟随船舶发生摇摆。通常建立的参考坐标系都是以左摄像机的摄像机坐标系为基准,这种摇摆会导致摄像机坐标系与海平面坐标系的相对位置关系发生变化,最终将导致绘制的目标运动轨迹不再是人们静止时所观测到的目标的真实运动轨迹。以上述阐述为背景,针对普通双目视觉定位系统视场角小,基座晃动等问题,本文对动基座下双目鱼眼立体视觉定位算法进行研究。首先,本文介绍双目立体视觉定位原理,确定双目定位系统的参数。本文在第一部分介绍了视觉系统中常用的坐标系以及各种坐标系间的转换关系。对于坐标系的理解是研究双目定位模型,推导理想定位公式的前提。在此基础上,根据理想定位公式进一步对目标定位的精度行了讨论,定位精度是确定双目立体视觉定位系统参数的一个重要条件。同时,第一部分还讨论了双目系统的视觉盲区,综合定位精度和视觉盲区两部分确定鱼眼双目立体视觉定位系统的设备参数。其次,本文对大视场下的图像畸变矫正算法进行研究。在这一部分中,本文介绍了相关的摄像机标定技术,包括张正友标定法和五点标定法。摄像机标定技术是确定双目相对位置关系,图像去畸变以及立体匹配的前提。本文使用张正友标定法进行单目标定,在双目标定中,本文采用五点标定法,同时对五点标定法进行改进,使其能够在存在多个基本矩阵时确定唯一解。进一步,本文介绍了普通相机和鱼眼相机的畸变模型,以及相关的立体矫正算法,并给出立体矫正图。再次,本文对大视场立体视觉定位技术及倾角补偿进行研究。这是本文理论研究的最后一部分,在本部分中介绍了三种典型的立体匹配算法,并选用SGBM算法进行立体匹配,继而给出视差图。同时,本文提出了一种新的倾角补偿算法,在双目鱼眼定位设备的基座发生摇摆时,利用倾角补偿算法,借助倾角传感器的输出角度对摇摆的双目鱼眼定位系统进行补偿,将摆动的偏差角补偿到系统中,将当前状态下的目标坐标还原至初始坐标系下,即:使其最终获得的目标的三维坐标所在的坐标系相对于大地坐标系或海平面静止,以便于符合人们的观察习惯。最后,本文在摇摆台上搭建了鱼眼双目立体视觉定位系统,介绍了设备中相关单元的选型及计算机控制界面的设计。本文通过静基座下目标定位实验验证了双目鱼眼定位系统的定位精度,通过倾角补偿实验验证了双目鱼眼定位系统在基座晃动时的补偿精度。