基于雙目立體視覺的大空間火災自動定位方法研究.pdf

1、基于雙目立體視覺的大空間火災自動定位方法研究重慶大學碩士學位論文學生姓名：習建民指導教師：湯寶平教授專業(yè)：機械電子工程學科門類：工學重慶大學機械工程學院二O一一年四月重慶大學碩士學位論文中文摘要I摘要火災是一種具有突發(fā)性和巨大破壞性的災害現(xiàn)象，嚴重危害人類的生命財產(chǎn)安全和居住環(huán)境?；馂陌l(fā)生時能否自動的、快速的和準確的確定火源的位置往往決定了自動消防滅火工作的成敗，因此開展火災定位研究具有十分重要的現(xiàn)實意義和實用價值。在計算機視覺中，立體

2、視覺是一個研究重點，可以確定空間物體的三維位置。由于雙目視覺處理物體的方式類似于人類雙眼，應用范圍廣泛，因此是當前的研究熱點。結(jié)合消防工程項目《智能圖像火災探測與分布式自動消防炮滅火系統(tǒng)》，對基于雙目立體視覺的大空間火災自動定位方法進行了系統(tǒng)的研究，可以有效地解決大空間火災的自動定位問題。論文的主要研究內(nèi)容如下：①攝像機標定是雙目立體視覺中的一項關(guān)鍵技術(shù)，針對大空間火災定位的需要，在系統(tǒng)研究現(xiàn)有標定方法之后，對張氏平面標定算法進行了改進

3、。首先，制作了獨具特色的、符合工程項目需要的標定板；其次，利用HALCON解決了快速自動提取標定板上特征點像素坐標的問題；然后，針對張氏標定算法只校正徑向畸變的不足，提出了新的攝像機畸變模型，使得畸變校正的結(jié)果更理想，精度更高；最后，利用最小二乘法通過反復迭代的方法直接解出了左右攝像機的單映射矩陣和畸變系數(shù)，不僅省去了計算左右攝像機內(nèi)外參數(shù)的中間環(huán)節(jié)，而且減小了累積誤差。②在深入研究雙目立體視覺三維空間定位原理的基礎(chǔ)之上，利用不同視角的

4、兩幅火災圖像三維重建了火災的空間坐標，并實現(xiàn)了火災的空間自動定位。③以本文方法為核心設(shè)計和開發(fā)了消防工程項目，并依據(jù)國家消防項目標準進行了初步的實驗測試，工程實驗證實了本文所提方法的有效性、定位的精確性及快速性和操作的便捷性。④基于本文方法所研制的消防滅火系統(tǒng)即將進入工業(yè)應用，可以實現(xiàn)大空間、無人值守的早期火災識別、報警、定位和滅火的全過程智能化和自動化的火情監(jiān)控與處置功能。本文方法及其工程項目的成功實施，為以后的相關(guān)研究和消防工作提供