主動立體視覺關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用研究.pdf

1、主動立體視覺技術(shù)是最接近于人類方式的視覺感知技術(shù),也是計算機視覺獲取三維信息最重要的方式.其原理是利用兩個或多個攝像機在不同角度觀察同一場景,通過獲取立體圖像對的視差,并進而實現(xiàn)恢復(fù)環(huán)境的三維信息.主動立體視覺技術(shù)廣泛應(yīng)用于自主式視覺導(dǎo)航、運動目標(biāo)監(jiān)視跟蹤、工業(yè)加工的三維信息獲取等領(lǐng)域.該論文首先設(shè)計和開發(fā)了仿人多自由度立體雙目視覺裝置,該裝置可水平旋轉(zhuǎn)、俯仰、左右攝像機聚散度調(diào)整四個自由度伺服控制,并可實時在線調(diào)整攝像機參數(shù).裝置設(shè)計

2、包括自由度控制電機及其驅(qū)動控制、攝像機同步控制、攝像機參數(shù)控制、基線長度選擇等部分,并參考國內(nèi)外同類設(shè)計和實際要求,實現(xiàn)了機械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計.在立體圖像的特征提取中,該文提出了一種改進型Canny邊緣檢測算法實現(xiàn)圖像精細(xì)邊緣的檢測,然后基于圖像邊緣梯度信息,采用分層并行迭代鏈碼跟蹤方法實現(xiàn)直線段的提取.在檢測的直線段的基礎(chǔ)上,根據(jù)角點和凸多邊形的幾何意義,實現(xiàn)了對圖像中的角點和凸多邊形區(qū)域等特征量的提取.根據(jù)立體圖像檢測出的直線段、角點

3、和多邊形區(qū)域特征信息,并利用立體匹配過程的極線約束、連續(xù)性約束、唯一性約束、空間順序約束等約束條件,實現(xiàn)了立體圖像的特征匹配處理.攝像機定標(biāo)是實現(xiàn)三維信息恢復(fù)和極線約束的必要條件,因此該論文提出了一種立體雙目攝像機的在線自定標(biāo)方案.該方法基于立體攝像機的結(jié)構(gòu)特點,并加以合理的假設(shè),利用立體攝像機連續(xù)兩次的運動序列所得的兩對立體匹配圖像,實現(xiàn)立體攝像機的定標(biāo).當(dāng)聚散角和俯仰角在一定范圍時,該方法具有很好的定標(biāo)精度,但要求在運動過程中保持焦