基于全方位視覺系統(tǒng)的運動目標檢測、跟蹤及三維定位算法研究
本文選題:全方位視覺 切入點:目標檢測 出處:《深圳大學》2017年碩士論文
【摘要】:全方位視覺可以為系統(tǒng)提供360度范圍的視覺信息,對于機器人定位、視覺監(jiān)控、自動駕駛、地圖建立等領域都有著重要的意義。本文設計了一種全方位視覺系統(tǒng),并在此基礎上研究了運動目標檢測、跟蹤及三維定位算法等問題,主要工作如下:(1)對全方位視覺系統(tǒng)的理論模型和系統(tǒng)設計進行了闡述,其中理論模型包括攝像機基礎模型、雙目立體視覺模型以及非平行式雙目視覺模型等,在此基礎上設計了可獲得含立體視覺信息的全方位視覺模型。根據(jù)模型設計了全方位視覺系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu),搭建了軟硬件系統(tǒng),完成了全方位視覺系統(tǒng)視覺信息采集實驗,通過實驗驗證了全方位視覺系統(tǒng)的可獲得全方位視覺信息,在部分視角范圍內(nèi)亦可實現(xiàn)立體視覺信息的采集,驗證了全方位視覺模型的可行性。(2)對比分析了典型運動目標檢測算法的基本原理并進行了對比實驗,通過實驗結(jié)果驗證了不同算法的優(yōu)缺點。結(jié)合各個算法的優(yōu)缺點設計了三幀間差分與背景差分相結(jié)合的運動目標檢測算法并進行了實驗,實驗結(jié)果表明設計的算法可準確檢測出運動目標,消除運動目標陰影對背景差分檢測結(jié)果的影響,并使算法效率較改進前的背景差分算法提升了30.97%。(3)對典型運動目標跟蹤算法基本原理進行了分析,闡述了卡爾曼濾波器原理和輪廓提取算法原理并進行了實驗,分析兩種算法的優(yōu)缺點后,提出了基于卡爾曼濾波器與輪廓提取相結(jié)合的運動目標跟蹤算法,實驗表明該算法可在全方位視角范圍內(nèi)對運動目標進行持續(xù)跟蹤。(4)分析了SURF特征點提取與匹配原理,設計了改進的運動目標特征點提取算法與特征點匹配算法,提升了運動目標的特征點檢測算法效率與特征點匹配的精確度;谄ヅ浣Y(jié)果進行了運動目標三維定位的研究并進行了實驗。最終實驗結(jié)果表明,系統(tǒng)可檢測出運動目標的三維運動軌跡,在1150mm的距離時,測算出的深度的平均值的相對誤差為13.16%。研究表明,自主設計的全方位視覺系統(tǒng)可獲得全方位視覺信息,在部分視角內(nèi)可得到立體視覺信息,實現(xiàn)了運動目標檢測、跟蹤及三維定位,具有一定的工程應用前景。
[Abstract]:This paper presents an omni - directional vision system based on Kalman filter and contour extraction .
【學位授予單位】:深圳大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2017
【分類號】:TP391.41
【參考文獻】
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,本文編號:1681783
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