雙目立體視覺定位系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，立體視覺尤其是雙目立體視覺被廣泛應(yīng)用于社會(huì)許多領(lǐng)域，這些領(lǐng)域包括零件識(shí)別與定位、工業(yè)檢測(cè)、醫(yī)學(xué)檢查和導(dǎo)航、視頻監(jiān)控、移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航等，興起了一波以立體視覺為導(dǎo)向的熱潮，從而在一定程度上解放了人類的雙眼，同時(shí)也促進(jìn)了科學(xué)可視化技術(shù)的巨大進(jìn)步。隨著機(jī)器視覺理論越來越廣泛的應(yīng)用，利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)，對(duì)視頻、圖像進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)有效、實(shí)時(shí)、定位跟蹤的研究越來越受到人們的關(guān)注，本文對(duì)雙目立體視覺定位系統(tǒng)關(guān)鍵

2、技術(shù)的研究，在零件識(shí)別與定位、移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航、醫(yī)學(xué)檢查和手術(shù)導(dǎo)航、安全鑒別、監(jiān)視與跟蹤等領(lǐng)域有著實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。
　　 本課題以手術(shù)導(dǎo)航為實(shí)際應(yīng)用背景，想通過建立一個(gè)基于立體視覺的手術(shù)探針定位系統(tǒng)，來輔助外科醫(yī)生順利完成手術(shù)，提高臨床手術(shù)的成功率?；谶@個(gè)目的，本課題重點(diǎn)做了以下幾項(xiàng)工作。
　　 第一，搭建了一個(gè)配置簡單、合理的雙目立體視覺定位系統(tǒng)硬件平臺(tái)。其中主要包括:Point Grey Research(PGR)公

3、司的Bumblee2攝像機(jī)、博視通1394圖像采集卡、戴爾Dimension E520計(jì)算機(jī)、手術(shù)探針模型等，并在硬件的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了雙目視覺系統(tǒng)的軟件流程圖。
　　 第二，在攝像機(jī)標(biāo)定和圖像畸變校正方面，本課題要求標(biāo)定方法要簡單、靈活，標(biāo)定精度高。所以，論文研究分析了國、內(nèi)外常用的幾種標(biāo)定方法，最后采用了張正友基于平面模板的標(biāo)定方法，并借助于MATLAB7.1軟件平臺(tái)，得到了理想的攝像機(jī)標(biāo)定結(jié)果;提出了一種圖像徑向畸變的校正效

4、果評(píng)估的方法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示校正誤差為0.6204個(gè)像素，能夠滿足多數(shù)視覺測(cè)量應(yīng)用的精度要求。
　　 第三，立體匹配和三維重建方面，立體匹配，在立體視覺中可以說是最為困難的一步，在查閱大量國內(nèi)外資料的基礎(chǔ)上，提出了基于X型特征點(diǎn)的匹配方法，采用了X型角點(diǎn)子像素級(jí)提取方法，得到圖像對(duì)上角點(diǎn)的精確坐標(biāo)，并利用極線約束，實(shí)現(xiàn)了對(duì)應(yīng)角點(diǎn)的準(zhǔn)確配對(duì)，并在此基礎(chǔ)上，對(duì)立體視覺三維重建方法、原理進(jìn)行了分析。
　　 第四，設(shè)計(jì)了一種定位標(biāo)