基于双目视觉的跳跃滑水测距系统设计与开发

发布时间：2017-12-08 20:08

  本文关键词：基于双目视觉的跳跃滑水测距系统设计与开发

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【摘要】：滑水运动是人借助动力的牵引,在水面上滑行的同时完成各种动作的体育运动,其中跳跃滑水项目是滑水运动中最具刺激性和观赏性的项目。上世纪九十年代,跳跃滑水成绩的测定使用经纬仪进行测距,虽然精度高,但操作难度大,也易出错。二十一世纪初,运用计算机和视频技术,采用单台摄像机的单目测距系统进行测距,操作简单,但测量精度不高,误差较大。现在国际滑水联合会的通行测距方式是通过二台摄像机的双目测距系统进行测距,从而做到操作简单,测量精度高。本研究将通过系统分析法、模型方法设计并开发一套适合国内比赛的双目测距系统,为国内的水上运动测距提供更多方案。根据国内比赛特点系统分别从软、硬件两个方面进行了设计。硬件设备主要由一台笔记本电脑,2个相同规格的摄像头,一台三脚架组合而成,除了参数规格要达到测距精度需求之外,还设计了一套硬件的组合方式以满足国内比赛环境的特殊需求;软件方面选择了图像处理性能强大的OpenCV库结合VS2013进行编译,程序在静态编译后可以在任何安装了WINDOWS64位操纵系统的电脑上运行,便于使用。系统利用双目摄像机建立空间坐标系来计算距离,将测距的实现分为了6个部分:场地设置、摄像机标定、立体匹配、视频获取、坐标计算、成绩公布。通过场地设置放置浮标确定镜头拍摄的位置并测试;通过摄像机标定校正摄像头的内外参数;通过立体匹配获得视差变量;通过视频获取截取要测量的图像;通过坐标计算得到落水点的空间坐标算出运动员的跳跃成绩;通过成绩公布发布成绩。保证每一流程的正确运作,即可得到高精度测距结果。本研究所设计的系统已经实现了双目测距,并且本系统的测距模式是针对国内跳跃滑水比赛特点所设计,符合国内比赛的需求。对比目前国内使用的单目测距系统本系统人工定位操作更少,测距过程更加简单,虽然实际测距中存在各种误差,但双目测距的理论精度可达毫米级别,具有良好的发展前景。
【学位授予单位】：武汉体育学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：G861.6;TP391.41

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本文编号：1267665