基于计算机视觉的测距技术研究
发布时间：2022-02-17 15:07
计算机视觉已广泛应用于各个领域,推动了社会的发展,视觉测距作为计算机视觉的一个重要研究方向,在无人机视觉定位、机器人自主导航、非接触测量等领域已经发挥了巨大的作用。双目立体视觉测距凭借精度高、投入低、隐蔽性好和无破坏性等优势,可实现对不规则对象的尺寸、形状和位置的测量,满足了人们对测量精度和检测效率要求越来越高的需求,其应用前景广泛,具有一定的研究价值。为了实现视觉测距,本文提出了采用MATLAB标定与OpenCV匹配相结合的方法,主要工作包括以下几方面:在摄像机标定上,研究了目前主流三种摄像头标定方法,分析了三者的优缺点以及使用场景。针对传统标定法需要高精度标定物和自标定法标定精度低的缺点,采用了一种不需要高精度标定物且标定精度高的方法,并基于此方法在MATLAB中分别对左右镜头进行单目标定后完成双目立体标定,获得了精确的内外参数校正数据,并对数据参数进行验证。在立体匹配方面,首先从匹配原理、匹配准则和匹配分类三个方面详细介绍立体匹配基本理论。然后重点对区域立体匹配算法进行分析,对比了不同窗口大小对立体匹配的精度以及时间的影响。最后对SGBM和BM算法进行深入仿真,通过对比视差图分析...
【文章来源】：桂林电子科技大学广西壮族自治区
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
§1.1 研究背景及意义
§1.2 国内外研究现状
§1.3 论文主要研究内容及结构安排
第二章 双目立体视觉基本理论
§2.1 引言
§2.2 摄像机成像模型
§2.2.1 四大坐标系
§2.2.2 线性模型
§2.2.3 非线性模型
§2.3 双目视觉测距原理
§2.4 本章小结
第三章 摄像机标定
§3.1 引言
§3.2 摄像机标定方法分类
§3.2.1 传统标定法
§3.2.2 自标定法
§3.2.3 主动视觉标定法
§3.2.4 张正友标定法
§3.3 摄像机的标定
§3.3.1 基于MATLAB工具箱的摄像机标定
§3.3.2 实验结果和分析
§3.4 本章小结
第四章 基于Open CV的立体匹配
§4.1 引言
§4.2 立体匹配理论
§4.2.1 立体匹配原理
§4.2.2 立体匹配准则
§4.2.3 立体匹配分类
§4.3 基于区域的立体匹配
§4.4 基于Open CV的立体匹配
4.4.1 立体校正
4.4.2 立体匹配
§4.5 立体匹配算法对比
4.5.1 SGBM算法
4.5.2 BM算法
§4.6 本章小结
第五章 双目立体视觉系统搭建与实验结果分析
§5.1 双目立体视觉系统搭建
5.1.1 系统硬件组成
5.1.2 系统软件组成
5.1.3 实验步骤
§5.2 双目立体视觉系统测量实验
5.2.1 测量方法与数据记录
5.2.2 误差分析与对比
§5.3 本章小结
第六章 总结与展望
§6.1 工作总结
§6.2 后期展望
参考文献
致谢
作者在攻读硕士期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]双目视觉的原木径级快速检测算法[J]. 陈广华,张强,陈梅倩,李建伟,尹怀永. 北京交通大学学报. 2018(02)
[2]双目立体视觉匹配技术现状与发展[J]. 张煦,朱振宇,张合富. 计测技术. 2017(04)
[3]基于ORB算法的双目立体视觉测距系统[J]. 李双全,章国宝. 工业控制计算机. 2017(06)
[4]基于纹理特征的SIFT算法改进[J]. 白亚茜,刘著平,凌建国. 红外技术. 2016(08)
[5]基于极曲线几何和支持邻域的鱼眼图像立体匹配[J]. 宋涛,熊文莉,侯培国,李海滨,陈琛. 光学精密工程. 2016(08)
[6]张氏标定法在双目视觉脉搏测量系统中的应用[J]. 林冬梅,张爱华,王平,马永强,杨力铭,刘宗福. 兰州理工大学学报. 2016(02)
[7]透镜及其应用中的探究型实验选析[J]. 朱怀东. 今日中学生. 2015(35)
[8]共面点的摄像机非线性畸变校正[J]. 叶峰,王敏,陈剑东,洪峥,赖乙宗. 光学精密工程. 2015(10)
[9]对计算机科学与技术的发展趋势研究[J]. 王玉昊. 电子制作. 2015(02)
[10]基于OpenCV的双目测距系统[J]. 王浩,许志闻,谢坤,李杰,宋成璐. 吉林大学学报(信息科学版). 2014(02)
博士论文
[1]基于数字光栅投影的结构光三维测量技术与系统研究[D]. 李中伟.华中科技大学 2009
硕士论文
[1]一种四旋翼无人机控制系统的设计与实现研究[D]. 姜成平.哈尔滨工业大学 2014
[2]基于DSP的移动机器人双目视觉技术研究[D]. 邱河波.电子科技大学 2013
[3]计算机视觉中双目立体匹配技术的研究[D]. 荆鑫.南京理工大学 2013
[4]基于嵌入式平台的双目主动测距系统[D]. 宋万里.浙江大学 2012
[5]双目立体视觉测距系统的研究[D]. 刘建坡.西安电子科技大学 2010
本文编号：3629627
【文章来源】：桂林电子科技大学广西壮族自治区
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
§1.1 研究背景及意义
§1.2 国内外研究现状
§1.3 论文主要研究内容及结构安排
第二章 双目立体视觉基本理论
§2.1 引言
§2.2 摄像机成像模型
§2.2.1 四大坐标系
§2.2.2 线性模型
§2.2.3 非线性模型
§2.3 双目视觉测距原理
§2.4 本章小结
第三章 摄像机标定
§3.1 引言
§3.2 摄像机标定方法分类
§3.2.1 传统标定法
§3.2.2 自标定法
§3.2.3 主动视觉标定法
§3.2.4 张正友标定法
§3.3 摄像机的标定
§3.3.1 基于MATLAB工具箱的摄像机标定
§3.3.2 实验结果和分析
§3.4 本章小结
第四章 基于Open CV的立体匹配
§4.1 引言
§4.2 立体匹配理论
§4.2.1 立体匹配原理
§4.2.2 立体匹配准则
§4.2.3 立体匹配分类
§4.3 基于区域的立体匹配
§4.4 基于Open CV的立体匹配
4.4.1 立体校正
4.4.2 立体匹配
§4.5 立体匹配算法对比
4.5.1 SGBM算法
4.5.2 BM算法
§4.6 本章小结
第五章 双目立体视觉系统搭建与实验结果分析
§5.1 双目立体视觉系统搭建
5.1.1 系统硬件组成
5.1.2 系统软件组成
5.1.3 实验步骤
§5.2 双目立体视觉系统测量实验
5.2.1 测量方法与数据记录
5.2.2 误差分析与对比
§5.3 本章小结
第六章 总结与展望
§6.1 工作总结
§6.2 后期展望
参考文献
致谢
作者在攻读硕士期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]双目视觉的原木径级快速检测算法[J]. 陈广华,张强,陈梅倩,李建伟,尹怀永. 北京交通大学学报. 2018(02)
[2]双目立体视觉匹配技术现状与发展[J]. 张煦,朱振宇,张合富. 计测技术. 2017(04)
[3]基于ORB算法的双目立体视觉测距系统[J]. 李双全,章国宝. 工业控制计算机. 2017(06)
[4]基于纹理特征的SIFT算法改进[J]. 白亚茜,刘著平,凌建国. 红外技术. 2016(08)
[5]基于极曲线几何和支持邻域的鱼眼图像立体匹配[J]. 宋涛,熊文莉,侯培国,李海滨,陈琛. 光学精密工程. 2016(08)
[6]张氏标定法在双目视觉脉搏测量系统中的应用[J]. 林冬梅,张爱华,王平,马永强,杨力铭,刘宗福. 兰州理工大学学报. 2016(02)
[7]透镜及其应用中的探究型实验选析[J]. 朱怀东. 今日中学生. 2015(35)
[8]共面点的摄像机非线性畸变校正[J]. 叶峰,王敏,陈剑东,洪峥,赖乙宗. 光学精密工程. 2015(10)
[9]对计算机科学与技术的发展趋势研究[J]. 王玉昊. 电子制作. 2015(02)
[10]基于OpenCV的双目测距系统[J]. 王浩,许志闻,谢坤,李杰,宋成璐. 吉林大学学报(信息科学版). 2014(02)
博士论文
[1]基于数字光栅投影的结构光三维测量技术与系统研究[D]. 李中伟.华中科技大学 2009
硕士论文
[1]一种四旋翼无人机控制系统的设计与实现研究[D]. 姜成平.哈尔滨工业大学 2014
[2]基于DSP的移动机器人双目视觉技术研究[D]. 邱河波.电子科技大学 2013
[3]计算机视觉中双目立体匹配技术的研究[D]. 荆鑫.南京理工大学 2013
[4]基于嵌入式平台的双目主动测距系统[D]. 宋万里.浙江大学 2012
[5]双目立体视觉测距系统的研究[D]. 刘建坡.西安电子科技大学 2010
本文编号：3629627
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/shengwushengchang/3629627.html
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