主動(dòng)立體視覺關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用研究.pdf

1、主動(dòng)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(jì)算機(jī)視覺獲取三維信息最重要的方式.其原理是利用兩個(gè)或多個(gè)攝像機(jī)在不同角度觀察同一場(chǎng)景,通過(guò)獲取立體圖像對(duì)的視差,并進(jìn)而實(shí)現(xiàn)恢復(fù)環(huán)境的三維信息.主動(dòng)立體視覺技術(shù)廣泛應(yīng)用于自主式視覺導(dǎo)航、運(yùn)動(dòng)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(jì)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(jī)聚散度調(diào)整四個(gè)自由度伺服控制,并可實(shí)時(shí)在線調(diào)整攝像機(jī)參數(shù).裝置設(shè)計(jì)

2、包括自由度控制電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)控制、攝像機(jī)同步控制、攝像機(jī)參數(shù)控制、基線長(zhǎng)度選擇等部分,并參考國(guó)內(nèi)外同類設(shè)計(jì)和實(shí)際要求,實(shí)現(xiàn)了機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì).在立體圖像的特征提取中,該文提出了一種改進(jìn)型Canny邊緣檢測(cè)算法實(shí)現(xiàn)圖像精細(xì)邊緣的檢測(cè),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(shí)現(xiàn)直線段的提取.在檢測(cè)的直線段的基礎(chǔ)上,根據(jù)角點(diǎn)和凸多邊形的幾何意義,實(shí)現(xiàn)了對(duì)圖像中的角點(diǎn)和凸多邊形區(qū)域等特征量的提取.根據(jù)立體圖像檢測(cè)出的直線段、角點(diǎn)

3、和多邊形區(qū)域特征信息,并利用立體匹配過(guò)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(shí)現(xiàn)了立體圖像的特征匹配處理.攝像機(jī)定標(biāo)是實(shí)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(jī)的在線自定標(biāo)方案.該方法基于立體攝像機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),并加以合理的假設(shè),利用立體攝像機(jī)連續(xù)兩次的運(yùn)動(dòng)序列所得的兩對(duì)立體匹配圖像,實(shí)現(xiàn)立體攝像機(jī)的定標(biāo).當(dāng)聚散角和俯仰角在一定范圍時(shí),該方法具有很好的定標(biāo)精度,但要求在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持焦