基于立体视觉的远距离运动物体坐标测量技术

发布时间：2024-04-22 02:44

　　立体视觉技术是一种非接触式,高精度,低操作量的测量技术,已被普遍使用于各种行业。在测量远距离运动目标时,传统的短基线立体视觉系统受基线长度所限,测量精度较低,相比于短基线系统,长基线系统测量精度更高,应用范围更广。本文将立体视觉技术应用于远距离运动目标的测量当中,针对实验场地的实际情况,结合待测目标的距离、尺寸、运动方式等特点,搭建了一套长基线立体视觉系统,可以快速准确地计算出待测目标距离,进而定位其三维坐标。本文完成的主要工作如下:(1)根据待测目标特性,选择合适的硬件参数,搭建用于远距离测量的立体测距系统;(2)研究摄像机数学模型及标定原理,针对硬件系统特点,对张正友标定法进行改进。搭建立体参照系,分步标定相机内外参数,使用重投影误差筛选优质标定图像以获得精确的内参数,使用最小二乘法拟合提取立体参照系特征点,完成外参数标定,并利用相机参数对双目图像进行畸变校正和立体校正,获得无畸变的行对准图像;(3)为解决运动目标在动态背景干扰下的检测问题,试验了多种目标检测算法,最终采用一种改进的五帧差分法来获得完整的运动目标信息。然后根据运动目标自身特点,使用霍夫变换圆拟合以及质心提取算法来检...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1小孔成像模型

中北大学学位论文52立体视觉系统2.1数学模型2.1.1摄像机模型建立摄像机模型，就是用数学方式对三维空间景物投影到二维图像平面的投影过程进行描述。对于一个摄像机，只要精确地掌握其摄像机模型，就可以确切地获得景物与成像之间的几何关系[28]。相机成像基本原理如图2-1。图2-1小....

图2-3径向畸变Fig.2-3Radialdistortion

中北大学学位论文82.1.2相机畸变模型上文描述了相机在理想情况下的成像模型。但由于凸透镜在成像过程中，对不同角度进入镜头的光线所产生的偏折也不同，越远离图像中心的光线产生的偏折越严重，成像过程并不完全满足小孔成像模型，且在实际的设计与制作中，相机镜头往往会存在一定误差，这就导致....

图2-4立体视觉测量原理

中北大学学位论文9再利用视差原理恢复被测物三维信息。如图2-4，左右相机光心之间的距离称为基线B。目标点P在左右相机拍摄的图像中分别成像于lx、rx位置[38]。图2-4立体视觉测量原理Fig.2-4Theprincipleofstereovisionmeasurement对于理....

图2-6立体视觉实验平台Fig.2-6Platformforstereovisionexperiment

中北大学学位论文12实验用的两个相机均为1200万像素，使用30fps帧率进行拍摄，一组视频数据拍摄15s，实验数据量较大，一般的计算机无法达到实验要求。本文用于实验的工控机，使用Windows7处理系统，32GB内存，1TB固态硬盘。在设计系统平台时，首先应当保证平台的稳定程度....

本文编号：3961810