平行雙目視覺系統(tǒng)研究與實現(xiàn).pdf

1、雙目視覺是當(dāng)今計算機(jī)視覺領(lǐng)域的研究熱點之一，在視頻安全監(jiān)控、醫(yī)療診斷、智能交通以及航空航天等方面具有重要的實用價值和巨大的發(fā)展前景。雙目視覺相對單目視覺，不僅獲得更廣闊的視野范圍，而且雙目視覺能直接模仿人類雙眼機(jī)理獲取特定目標(biāo)物體的深度信息。加之近年來微處理器件和集成電子技術(shù)的發(fā)展，使得由復(fù)雜算法構(gòu)成的系統(tǒng)實時性得到基本滿足，因此雙目視覺的研究及應(yīng)用潛能有待進(jìn)一步發(fā)掘。
　　本文以少數(shù)民族地區(qū)視頻安全監(jiān)控為背景，研究了運動目標(biāo)物體

2、的檢測與跟蹤，不同視場下的目標(biāo)匹配，被跟蹤目標(biāo)物體深度信息的獲取，并據(jù)此搭建了雙目視覺系統(tǒng)平臺，通過對系統(tǒng)各部分相關(guān)算法分析與實現(xiàn)，同時綜合考慮系統(tǒng)整體性能要求指標(biāo)，取得了以下主要成果:
　　1.構(gòu)建了基于平行雙目視覺的實驗平臺，實現(xiàn)云臺控制器與計算機(jī)間通信，其主要包括通信初始化、云臺的自動掃描、手動微調(diào)和云臺位姿實時顯示（即上下、左右轉(zhuǎn)動角度）等。考慮到后續(xù)工作的需要，在前期準(zhǔn)備階段，運用棋盤標(biāo)定法求出相機(jī)內(nèi)外參數(shù)，建立了目標(biāo)物

3、體在三維空間與圖像坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)化關(guān)系。
　　2.研究了基于靜態(tài)背景和動態(tài)背景下的目標(biāo)檢測與跟蹤算法，由于本系統(tǒng)中的攝像頭將隨云臺自由轉(zhuǎn)動，采用改進(jìn)的均值漂移算法—Camshift實現(xiàn)動態(tài)背景下的目標(biāo)跟蹤，特別解決了運動目標(biāo)部分遮擋和變形的問題，加之與背景差分法結(jié)合，實現(xiàn)自動目標(biāo)選取。同時設(shè)計了有效的云臺控制策略，實現(xiàn)雙目視覺平臺連續(xù)地鎖定運動目標(biāo)。
　　3.雙目視覺系統(tǒng)中左右兩目攝像頭由于相對位置的差異，如何保證跟蹤同一個運動

4、目標(biāo)并且較準(zhǔn)確提取出同一目標(biāo)特征點，將決定深度信息獲取的準(zhǔn)確性。在研究比較多種圖像匹配算法后，采用SIFT（尺度不變特征變換）算法具有較強(qiáng)魯棒性，而且在不同光照、位姿等情形下能夠有效識別目標(biāo)。
　　通過實驗得到的深度信息數(shù)據(jù)與實際距離數(shù)值相比較，誤差在允許范圍內(nèi)，同時也驗證了系統(tǒng)整體各組成部分良好的協(xié)同性以及各項功能的有效性。目標(biāo)跟蹤是雙目視覺系統(tǒng)的核心部分，實時性和魯棒性更好的目標(biāo)跟蹤算法將對系統(tǒng)整體性能提升起到重要作用，基于稀