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摘 要:計(jì)算機(jī)視覺被認(rèn)為是計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能的一個(gè)分支，計(jì)算機(jī)視覺就是用機(jī)器代替人的眼睛和大腦，對客觀世界進(jìn)行感知和解釋的技術(shù).該系統(tǒng)的首要目標(biāo)是使計(jì)算機(jī)具有通過兩幅二維圖像認(rèn)知周圍的三維環(huán)境信息的能力.這種能力可以使計(jì)算機(jī)能夠感知三維環(huán)境中物體的幾何信息.因此，自從計(jì)算機(jī)視覺這門科學(xué)出現(xiàn)以來就成為計(jì)算機(jī)科學(xué)的重要研究領(lǐng)域之一并且發(fā)展十分迅速. 在查閱大量資料的基礎(chǔ)上，本文利用雙目視覺定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對目標(biāo)的識別與定位.首先，采用一種線性求解與非線性優(yōu)化相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)的單目標(biāo)定.該算法簡單易行、計(jì)算速度快、所需設(shè)備簡單、實(shí)用性好.最后通過試驗(yàn)說明了該方法的有效性.其次，以數(shù)字圖像處理為基本手段，結(jié)合數(shù)據(jù)融合理論，研究了基于特征的立體匹配方法，采用了適合本課題實(shí)時(shí)性要求的圖像預(yù)處理方法.進(jìn)行目標(biāo)特征提取時(shí)，針對具有規(guī)則幾何特征的目標(biāo)，提取目標(biāo)幾何中心特征，然后用外極線約束對左右圖像所提取的特征點(diǎn)進(jìn)行匹配.最后，結(jié)合攝像機(jī)標(biāo)定結(jié)果和所提取的特征點(diǎn)，采用攝像機(jī)成像逆變換方法對目標(biāo)特征點(diǎn)進(jìn)行深度恢復(fù)，從而對目標(biāo)進(jìn)行定位. 雙目立體視覺是一種對目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確快速定位行之有效的方法，通過對雙目立體視覺系統(tǒng)標(biāo)定、立體匹配等關(guān)健技術(shù)的研究，經(jīng)過標(biāo)定的雙目立體視覺系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取的左右兩幅圖像可以計(jì)算出相應(yīng)的三維坐標(biāo)，設(shè)計(jì)開發(fā)了一種可以廣泛應(yīng)用的雙目立體視覺系統(tǒng).實(shí)臉表明該雙目視覺系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有良好的實(shí)用價(jià)值. 關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)視覺；攝像機(jī)標(biāo)定；特征提??；立體匹配
目錄 摘要 ABSTRACT 第1章 緒論-1 1.1課題背景-1 1.2課題的研究意義-1 1.3國內(nèi)外的研究狀況-1 1.3.1 國外的研究狀況-1 1.3.2 國內(nèi)的研究狀況-2 1.4研究主要內(nèi)容-2 1.5本章小結(jié)-3 第2章立體視覺概述-5 2.1立體視覺-5 2.1.1立體視覺簡介-5 2.1.2視覺系統(tǒng)組成-6 2.2硬件系統(tǒng)-8 2.2.1計(jì)算機(jī)控制中心-8 2.2.2攝像頭-8 2.3 軟件系統(tǒng)-8 2.3.1Matrox圖像卡軟件編程簡介-8 2.3.2軟件設(shè)計(jì)框架-9 2.4 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)-9 2.5 本章小結(jié)-9 第3章 攝像機(jī)標(biāo)定-11 3.1 坐標(biāo)變換-11 3.1.1攝像機(jī)模型-11 3.1.2圖像坐標(biāo)系、攝像機(jī)坐標(biāo)系、世界坐標(biāo)系-12 3.2攝像機(jī)傳統(tǒng)標(biāo)定法-14 3.2.1利用最優(yōu)化算法的攝像機(jī)標(biāo)定方法-15 3.2.2利用透視變換矩陣的攝像機(jī)標(biāo)定方法-15 3.2.3Tsai的兩步法-15 3.3張正友標(biāo)定法-16 3.3.1標(biāo)定原理-16 3.3.2標(biāo)定算法設(shè)計(jì)-17 3.4本章小結(jié)-19 第4章 圖像采集與處理-21 4.1圖像采集-21 4.1.1MIL常用函數(shù)庫-21 4.1.2圖像采集實(shí)現(xiàn)方法-21 4.2圖像處理-22 4.2.1二值化處理-22 4.2.2挖空處理-23 4.3本章小結(jié)-23 第5章 立體匹配-25 5.1特征提取-25 5.2立體匹配-25 5.2.1雙目匹配基本原理-25 5.2.2 立體匹配的程序?qū)崿F(xiàn)-26 5.2.3對線、面匹配的深入探討-27 5.3本章小結(jié)-28 第6章 設(shè)計(jì)總結(jié)-29 6.1設(shè)計(jì)中誤差分析-29 6.2存在的問題和對未來的展望-29 6.3結(jié)束語-29 參考文獻(xiàn)-30 致 謝-32 |
