本文關(guān)鍵詞：雙目視覺在室內(nèi)助盲中的應(yīng)用

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【摘要】：盲人是我們社會生活當中的一個弱勢群體，如何提高盲人的生活質(zhì)量，讓他們可以更為獨立、自主的進行日常生活和工作，已經(jīng)成為一個迫切需要解決的社會問題。本文從室內(nèi)助盲實際需求出發(fā)，基于計算機視覺技術(shù)對室內(nèi)助盲系統(tǒng)進行了深入細致研究，重點對攝像機標定、室內(nèi)目標定位以及目標識別進行了理論分析和實驗驗證。 雙目立體視覺是計算機視覺技術(shù)中的一個重要研究方向，它是基于類似于人眼的視差視覺原理。雙目立體視覺技術(shù)一般由雙目數(shù)字像機從不同角度同時獲取目標物體兩幅圖像，并利用雙目視差三角測量原理獲取物體的三維空間信息，可以很容易地確定攝像機與目標物體之間的距離，實現(xiàn)目標定位。本文基于雙目立體視覺技術(shù)，針對室內(nèi)助盲中目標定位與識別這兩個關(guān)鍵問題展開了研究，并取得初步的研究成果。 首先，，實現(xiàn)了雙目攝像機標定以及室內(nèi)目標定位。在雙目立體視覺技術(shù)應(yīng)用中，為了利用攝像機所拍到的二維圖像來恢復(fù)空間中物體的三維信息，需要對攝像機進行標定，通過標定可以建立計算機圖像到空間世界的坐標映射關(guān)系。本文分析了標定過程中世界坐標系、攝像機坐標系、圖像坐標系以及像素坐標系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，以針孔模型為攝像機模型，并考慮了光學(xué)鏡頭成像所產(chǎn)生的徑向畸變和切向畸變，給定了數(shù)學(xué)校正模型，然后基于張氏平面標定法，結(jié)合OpenCV庫實現(xiàn)了雙目攝像機標定。在此基礎(chǔ)之上，進行了圖像畸變矯正，并基于極線幾何原理對立體圖像對進行了校正操作，然后利用絕對誤差累積和極線約束方法，實現(xiàn)了圖像立體匹配，再根據(jù)匹配得出的視差圖像完成了目標定位。 其次，提出了基于QR碼標簽識別的室內(nèi)目標識別方法。助盲系統(tǒng)除了要能夠?qū)δ繕宋矬w進行定位之外，還需要具備目標識別功能。在室內(nèi)環(huán)境中，目標物體種類繁多，形態(tài)各異，放置雜亂，傳統(tǒng)的目標識別方法很難有效對所有目標物體進行識別，而且識別結(jié)果基本無法滿足室內(nèi)助盲的需要，本文提出基于QR碼標簽識別的室內(nèi)目標識別方法，并設(shè)計了紅色圓形圖案作為標簽的外圍標識，紅色可以與黑白色QR碼符號很好的從顏色特征上區(qū)分開來，而且顏色特征對于圖像的尺寸、方向、視角的依賴性很小，對平移、旋轉(zhuǎn)變換具有不變性，具有較高的魯棒性。采用圓形邊界設(shè)計可以通過檢測標簽輪廓，找出標簽圓形邊界的圓心位置以及半徑，從而對標簽準確定位，而且圓形對于噪聲和光照不敏感，使外圍標識的檢測穩(wěn)定性將更好，可以有效提高標簽的識別效率。
【關(guān)鍵詞】：計算機視覺 雙目攝像機標定 目標定位 標簽識別 快速響應(yīng)矩陣碼
【學(xué)位授予單位】：中南民族大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：R318;TN948.41
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 研究背景及選題意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 國內(nèi)外研究及應(yīng)用現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 助盲系統(tǒng)的發(fā)展趨勢13
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容13-15
• 第2章 雙目立體視覺系統(tǒng)15-21
• 2.1 雙目立體視覺基本原理15-17
• 2.2 雙目視立體視覺系統(tǒng)17-20
• 2.2.1 雙目立體視覺系統(tǒng)組成18-19
• 2.2.2 雙目立體視覺系統(tǒng)分析19-20
• 2.3 本章小結(jié)20-21
• 第3章 攝像機標定21-30
• 3.1 攝像機成像模型21-22
• 3.2 攝像機標定原理22-25
• 3.3 基于 OpenCV 的攝像機標定25-26
• 3.4 實驗結(jié)果與分析26-29
• 3.5 本章小結(jié)29-30
• 第4章 室內(nèi)目標定位30-40
• 4.1 三維測量30-31
• 4.2 雙目立體測量31-37
• 4.2.1 對極幾何32-33
• 4.2.2 校正映射33-34
• 4.2.3 立體匹配34-36
• 4.2.4 三維定位36-37
• 4.3 實驗與分析37-39
• 4.4 本章小結(jié)39-40
• 第5章 室內(nèi)目標識別40-50
• 5.1 助盲系統(tǒng)標簽40-45
• 5.1.1 二維碼40-41
• 5.1.2 QR 碼結(jié)構(gòu)41-45
• 5.2 標簽設(shè)計與識別45-47
• 5.2.1 標簽外圍標識設(shè)計45-46
• 5.2.2 標簽內(nèi)部信息46-47
• 5.2.3 標簽識別47
• 5.3 實驗與分析47-49
• 5.4 本章小結(jié)49-50
• 第6章 全文總結(jié)與展望50-51
• 參考文獻51-54
• 致謝54-55
• 附錄：攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文55

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 朱慶生;胡章平;劉然;許小艷;;立體圖像對的極線校正[J];計算機工程與設(shè)計;2009年17期

2 解蘭昌;談?wù)剺藴淑R頭和人眼視角[J];照相機;2002年10期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 朱孝開;基于核方法的圖像目標識別技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

2 徐玉華;二維光學(xué)和距離圖像配準方法及其應(yīng)用研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2011年

本文編號：823254