雙目視覺在室內(nèi)助盲中的應(yīng)用.pdf

1、盲人是我們社會生活當中的一個弱勢群體,如何提高盲人的生活質(zhì)量,讓他們可以更為獨立、自主的進行日常生活和工作,已經(jīng)成為一個迫切需要解決的社會問題。本文從室內(nèi)助盲實際需求出發(fā),基于計算機視覺技術(shù)對室內(nèi)助盲系統(tǒng)進行了深入細致研究,重點對攝像機標定、室內(nèi)目標定位以及目標識別進行了理論分析和實驗驗證。
　　雙目立體視覺是計算機視覺技術(shù)中的一個重要研究方向,它是基于類似于人眼的視差視覺原理。雙目立體視覺技術(shù)一般由雙目數(shù)字像機從不同角度同時獲取

2、目標物體兩幅圖像,并利用雙目視差三角測量原理獲取物體的三維空間信息,可以很容易地確定攝像機與目標物體之間的距離,實現(xiàn)目標定位。本文基于雙目立體視覺技術(shù),針對室內(nèi)助盲中目標定位與識別這兩個關(guān)鍵問題展開了研究,并取得初步的研究成果。
　　首先,實現(xiàn)了雙目攝像機標定以及室內(nèi)目標定位。在雙目立體視覺技術(shù)應(yīng)用中,為了利用攝像機所拍到的二維圖像來恢復(fù)空間中物體的三維信息,需要對攝像機進行標定,通過標定可以建立計算機圖像到空間世界的坐標映射關(guān)系

3、。本文分析了標定過程中世界坐標系、攝像機坐標系、圖像坐標系以及像素坐標系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,以針孔模型為攝像機模型,并考慮了光學(xué)鏡頭成像所產(chǎn)生的徑向畸變和切向畸變,給定了數(shù)學(xué)校正模型,然后基于張氏平面標定法,結(jié)合OpenCV庫實現(xiàn)了雙目攝像機標定。在此基礎(chǔ)之上,進行了圖像畸變矯正,并基于極線幾何原理對立體圖像對進行了校正操作,然后利用絕對誤差累積和極線約束方法,實現(xiàn)了圖像立體匹配,再根據(jù)匹配得出的視差圖像完成了目標定位。
　　其次,提

4、出了基于QR碼標簽識別的室內(nèi)目標識別方法。助盲系統(tǒng)除了要能夠?qū)δ繕宋矬w進行定位之外,還需要具備目標識別功能。在室內(nèi)環(huán)境中,目標物體種類繁多,形態(tài)各異,放置雜亂,傳統(tǒng)的目標識別方法很難有效對所有目標物體進行識別,而且識別結(jié)果基本無法滿足室內(nèi)助盲的需要,本文提出基于QR碼標簽識別的室內(nèi)目標識別方法,并設(shè)計了紅色圓形圖案作為標簽的外圍標識,紅色可以與黑白色QR碼符號很好的從顏色特征上區(qū)分開來,而且顏色特征對于圖像的尺寸、方向、視角的依賴性很小