基于雙目全景視覺(jué)的目標(biāo)定位技術(shù)研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的不斷發(fā)展，全景視覺(jué)技術(shù)將是未來(lái)發(fā)展的一個(gè)重要方向，它的優(yōu)點(diǎn)為視場(chǎng)范圍大，可以獲取豐富的環(huán)境信息，在智能化以及軍事應(yīng)用等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。其中，對(duì)大范圍內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行三維定位成為近幾年的熱點(diǎn)，為了可以獲取周圍環(huán)境的三維信息，出現(xiàn)了雙目全景視覺(jué)技術(shù)。本文主要在雙目全景視覺(jué)系統(tǒng)下研究目標(biāo)定位技術(shù)，具體研究問(wèn)題包括雙目全景視覺(jué)系統(tǒng)的構(gòu)建、獲取的全景圖像對(duì)的校正、校正圖像中目標(biāo)的匹配和定位算法。
　　雙目全景視覺(jué)系統(tǒng)的

2、構(gòu)建問(wèn)題是目標(biāo)定位的前提，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的視覺(jué)系統(tǒng)往往為后期的處理提供很大的方便，本文采用同向垂直式的雙目折反射全景視覺(jué)系統(tǒng)，選用雙曲鏡面作為反射鏡面，分別構(gòu)建上下雙曲面折反射全景視覺(jué)系統(tǒng)。為使定位計(jì)算更加方便，構(gòu)建該系統(tǒng)的最關(guān)鍵的一點(diǎn)是使攝像機(jī)的光軸與雙曲鏡面的對(duì)稱軸重合，本文為解決這一問(wèn)題所采用的方法是：在采圖界面上畫一個(gè)以攝像機(jī)中心為圓心的圓，調(diào)節(jié)攝像機(jī)的位置，使全景圖像和圓重合，這樣就可以基本解決這一問(wèn)題，依據(jù)的原理是：全景圖像是

3、一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的圓。
　　但是，由于系統(tǒng)構(gòu)建中存在著不可避免的人工誤差，使得系統(tǒng)存在一定的偏差，這個(gè)偏差將會(huì)影響目標(biāo)定位的準(zhǔn)確性。為減小該系統(tǒng)偏差，本文進(jìn)行全景圖像對(duì)的校正，其校正的內(nèi)容包括全景圖像中心點(diǎn)的求取和上下全景圖像對(duì)偏差角的計(jì)算。全景圖像中心點(diǎn)通過(guò)Hough圓檢測(cè)獲得，偏差角的計(jì)算，采用一種無(wú)需特定標(biāo)志物的方法，它只利用實(shí)驗(yàn)環(huán)境中垂直于攝像機(jī)成像平面的豎直線作為有用的特征。并在VC++6.0軟件平臺(tái)下對(duì)校正理論進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，證明

4、了該理論的正確性。
　　立體匹配問(wèn)題是目標(biāo)定位計(jì)算之前必須解決的，是建立視差關(guān)系的過(guò)程，由于全景圖像存在畸變較大，所以本文選用匹配性能較高的SIFT算法。本文深入研究了SIFT算法，包括特征點(diǎn)檢測(cè)、特征點(diǎn)描述子的生成、匹配算法原理以及匹配效果，針對(duì)其原理，對(duì)尺度不變性，旋轉(zhuǎn)不變性做了合理的解釋。為目標(biāo)定位做準(zhǔn)備。
　　最后是在雙目全景視覺(jué)系統(tǒng)下進(jìn)行目標(biāo)定位算法的推導(dǎo)與實(shí)現(xiàn)。本文提出了基于垂直式非單視點(diǎn)雙曲面折反射全景立體視覺(jué)