基于双目视觉的单兵作战目标实时检测系统研究
发布时间：2022-01-13 21:04
近些年,随着经济和国力的发展,现代化的军事装备应运而生。在信息技术高速发展的时代,军事强国都开始了单兵作战系统的开发,在进攻、防御、信息化、舒适、重量和续航等方面持续得到改善。在此应用背景下,本文利用数字图像处理算法和计算机视觉处理技术感知运动目标的区域信息、位置信息和运动信息,意在增强单兵的作战能力和防护能力。本文运用双目立体视觉测量理论和检测技术,搭建了双目视觉实验平台,并进行了软件系统的设计和实现。首先阐明了摄像机模型和畸变模型。然后利用张正友平面标定法对相机完成了标定工作,得到了双目相机的内外部参数、畸变向量和相对位姿关系。接着研究了半全局块匹配立体匹配算法,并将得到的视差图转换为三维坐标信息,达到了三维重构的目的。最后利用像素级别的视频背景建模和前景检测的ViBe算法对校正过的图像进行运动检测,获取到运动目标的区域信息、位置信息和运动信息。通过大恒相机二次开发的单兵作战目标检测系统软件,对双目图像采集、摄像机标定、立体匹配和运动检测进行相关试验。经过多次的实验验证,本文提出的软件系统方案是可行的,而且标定时的误差较小,运动检测延迟较低,校正效果比较理想,景深测量误差控制在1%...
【文章来源】：沈阳航空航天大学辽宁省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
美国陆地勇士单兵作战系统
.1 引言视觉始于自然光线。光线从物体反射出来，通过透镜到达眼睛或相机，最终来到膜或者图像收集器。研究该过程的几何模型是计算机视觉的一个重要方面。最简单该过程的模型应该是针孔摄像机模型，基本几何中的投影问题的处理可以依据该模求解。摄像机标定的过程就是获取摄像机内外参数和畸变参数的过程，实际上就是通过方式消除镜头畸变，将三维世界和二维平面图像联系起来。这里不仅给出了摄像机模型，而且也搭建了透镜模型。在立体视觉中，通过摄像机标定得到无畸变图像，调整摄像机角度和距离输出行图像，在左右摄像机的视图中寻找到具有相同特征输出的视差图，通过三角测量的，从视差图中得到景深，即恢复场景中的深度信息。.2 摄像机模型首先从最简单的针孔模型入手，某条自然光线通过针孔投影到成像平面（投影平面。对于针孔相机模型来说，从针孔到图像平面的距离是焦距。如图 2.1 所示：
沈阳航空航天大学硕士学位论文物体图像为x，其数值可由式(2.1)表示： Xx fZ为了使数学形式表示更加简单，如图 2.2 所示，针孔和图像平面执行交换。此中的点被视为投影的中心位置，主点则被称为光轴与图像平面的交点，光束与的交点构成图像，从投影中心到图像的距离为焦距 f 。由于图像不再发生倒立现需要将式(2.1)中的负号去掉。点 Q ( X , Y , Z )通过投影中心的光线投射到图像对应的图像点是 q ( x , y , z )。
【参考文献】：
期刊论文
[1]对张正友相机标定法的改进研究[J]. 刘艳,李腾飞. 光学技术. 2014(06)
[2]一种用于棉花图像分析的计算机视觉开发技术[J]. 夏彬,王飞. 中国棉花加工. 2014(05)
[3]浅谈机器视觉在工业自动化的应用前景[J]. 伺服控制. 2014 (04)
[4]美国陆地勇士单兵作战系统[J]. 商学院. 2014(Z1)
[5]双目立体视觉的目标识别与定位[J]. 尚倩,阮秋琦,李小利. 智能系统学报. 2011(04)
[6]运动车辆检测方法的研究与对比[J]. 朱茜. 中国科技信息. 2009(18)
[7]一种基于摄像机视角的立体视觉定位方法[J]. 陈爱斌,蔡自兴,安基程. 中南大学学报(自然科学版). 2009(S1)
[8]计算机视觉技术的发展及应用[J]. 陈丹. 电脑知识与技术. 2008(35)
[9]21世纪信息战中的“陆战勇士”[J]. 连跃华. 思维与智慧. 1998(05)
[10]数字化部队及其特点[J]. 张东林,罗建军. 现代军事. 1996(04)
博士论文
[1]立体匹配技术的研究[D]. 耿英楠.吉林大学 2014
[2]基于视觉信息的图像特征提取算法研究[D]. 戴金波.吉林大学 2013
[3]双目立体视觉深度感知与三维重建若干问题研究[D]. 罗桂娥.中南大学 2012
[4]智能视频监控中的运动目标检测和跟踪算法研究[D]. 袁国武.云南大学 2012
[5]机器人双目立体视觉若干关键理论问题及其技术实现研究[D]. 赖小波.浙江大学 2010
[6]视觉测量关键技术及在自动检测中的应用[D]. 孙双花.天津大学 2007
硕士论文
[1]双目视觉深度信息提取及其关键算法研究[D]. 陈宏洋.电子科技大学 2016
[2]手机3D动画自动生成系统中镜头规划与灯光背景规划[D]. 刘畅.北京工业大学 2014
[3]复杂场景下运动图像前景提取方法研究[D]. 李百惠.南京邮电大学 2014
[4]基于HALCON的多目视觉测量方法研究[D]. 梁丽.沈阳航空航天大学 2014
[5]基于Ad Hoc技术的单兵信息系统的研究与实现[D]. 黄舒.解放军信息工程大学 2012
[6]基于LM算法的布里渊光谱重建研究[D]. 余威.南昌航空大学 2012
[7]基于数字图像处理的喷釉机器人示教研究[D]. 李锦.长安大学 2011
[8]基于双目视觉的三维信息获取及重构方法研究[D]. 江明.昆明理工大学 2010
[9]基于OpenCV的高尔夫球击打指导系统的设计与实现[D]. 丁超.华中科技大学 2010
[10]基于双目视觉的运动小目标三维测量的研究与实现[D]. 金伟伟.浙江大学 2010
本文编号：3587140
【文章来源】：沈阳航空航天大学辽宁省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
美国陆地勇士单兵作战系统
.1 引言视觉始于自然光线。光线从物体反射出来，通过透镜到达眼睛或相机，最终来到膜或者图像收集器。研究该过程的几何模型是计算机视觉的一个重要方面。最简单该过程的模型应该是针孔摄像机模型，基本几何中的投影问题的处理可以依据该模求解。摄像机标定的过程就是获取摄像机内外参数和畸变参数的过程，实际上就是通过方式消除镜头畸变，将三维世界和二维平面图像联系起来。这里不仅给出了摄像机模型，而且也搭建了透镜模型。在立体视觉中，通过摄像机标定得到无畸变图像，调整摄像机角度和距离输出行图像，在左右摄像机的视图中寻找到具有相同特征输出的视差图，通过三角测量的，从视差图中得到景深，即恢复场景中的深度信息。.2 摄像机模型首先从最简单的针孔模型入手，某条自然光线通过针孔投影到成像平面（投影平面。对于针孔相机模型来说，从针孔到图像平面的距离是焦距。如图 2.1 所示：
沈阳航空航天大学硕士学位论文物体图像为x，其数值可由式(2.1)表示： Xx fZ为了使数学形式表示更加简单，如图 2.2 所示，针孔和图像平面执行交换。此中的点被视为投影的中心位置，主点则被称为光轴与图像平面的交点，光束与的交点构成图像，从投影中心到图像的距离为焦距 f 。由于图像不再发生倒立现需要将式(2.1)中的负号去掉。点 Q ( X , Y , Z )通过投影中心的光线投射到图像对应的图像点是 q ( x , y , z )。
【参考文献】：
期刊论文
[1]对张正友相机标定法的改进研究[J]. 刘艳,李腾飞. 光学技术. 2014(06)
[2]一种用于棉花图像分析的计算机视觉开发技术[J]. 夏彬,王飞. 中国棉花加工. 2014(05)
[3]浅谈机器视觉在工业自动化的应用前景[J]. 伺服控制. 2014 (04)
[4]美国陆地勇士单兵作战系统[J]. 商学院. 2014(Z1)
[5]双目立体视觉的目标识别与定位[J]. 尚倩,阮秋琦,李小利. 智能系统学报. 2011(04)
[6]运动车辆检测方法的研究与对比[J]. 朱茜. 中国科技信息. 2009(18)
[7]一种基于摄像机视角的立体视觉定位方法[J]. 陈爱斌,蔡自兴,安基程. 中南大学学报(自然科学版). 2009(S1)
[8]计算机视觉技术的发展及应用[J]. 陈丹. 电脑知识与技术. 2008(35)
[9]21世纪信息战中的“陆战勇士”[J]. 连跃华. 思维与智慧. 1998(05)
[10]数字化部队及其特点[J]. 张东林,罗建军. 现代军事. 1996(04)
博士论文
[1]立体匹配技术的研究[D]. 耿英楠.吉林大学 2014
[2]基于视觉信息的图像特征提取算法研究[D]. 戴金波.吉林大学 2013
[3]双目立体视觉深度感知与三维重建若干问题研究[D]. 罗桂娥.中南大学 2012
[4]智能视频监控中的运动目标检测和跟踪算法研究[D]. 袁国武.云南大学 2012
[5]机器人双目立体视觉若干关键理论问题及其技术实现研究[D]. 赖小波.浙江大学 2010
[6]视觉测量关键技术及在自动检测中的应用[D]. 孙双花.天津大学 2007
硕士论文
[1]双目视觉深度信息提取及其关键算法研究[D]. 陈宏洋.电子科技大学 2016
[2]手机3D动画自动生成系统中镜头规划与灯光背景规划[D]. 刘畅.北京工业大学 2014
[3]复杂场景下运动图像前景提取方法研究[D]. 李百惠.南京邮电大学 2014
[4]基于HALCON的多目视觉测量方法研究[D]. 梁丽.沈阳航空航天大学 2014
[5]基于Ad Hoc技术的单兵信息系统的研究与实现[D]. 黄舒.解放军信息工程大学 2012
[6]基于LM算法的布里渊光谱重建研究[D]. 余威.南昌航空大学 2012
[7]基于数字图像处理的喷釉机器人示教研究[D]. 李锦.长安大学 2011
[8]基于双目视觉的三维信息获取及重构方法研究[D]. 江明.昆明理工大学 2010
[9]基于OpenCV的高尔夫球击打指导系统的设计与实现[D]. 丁超.华中科技大学 2010
[10]基于双目视觉的运动小目标三维测量的研究与实现[D]. 金伟伟.浙江大学 2010
本文编号：3587140
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