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《哈尔滨工程大学》 2006年
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全方位视觉技术及其在智能移动机器人等领域的应用研究

席志红  
【摘要】:全方位视觉感知,又称全景视觉、全视觉,是指一次获得大于半球视场(360°×180°)的三维空间的全部视觉信息,是近几年被广泛关注、热门研究的视觉感知技术。由于其视域开阔,对于民用、军事还有宇航空间领域中的依赖于视觉信息做出决策的各行业都具有非常重要的意义。 由于全方位视觉是一门新兴的技术,目前对于其基础理论的研究还不成熟,应用方面也有许多关键技术有待解决。针对国内外全方位视觉的研究现状,本文开展了全方位视觉技术及应用的研究。首先,对现有的全方位视觉成像方法进行了简单评价,对于利用反射镜的单视点折反射成像模型与约束条件进行了理论推导,从原理上解释了利用曲面反射镜可以获得视场增强效果的物理本质。 针对已有的全景图像柱面展开逐点解算的方法,进行了解算效率的分析,对原算法进行了修正,提出了快速二次逆向还原解算法,在不改变图像还原效果的前提下,减少了解算的次数,提高了解算的速度。 为解决全景图像柱形平展解算应用于开阔场景时,对于任意分布的局部景象存在比较严重的失真问题。本文提出了基于主视点的视窗平面图像还原解算法,使得解算后图像在这一情况下的失真得以改善。实验结果显示,相对于视觉系统主轴而言呈非直立分布的景物,视窗平面内的还原图像优于柱形还原成像的视觉效果,而直立分布景物的还原效果与柱形还原相同,同时还实现了对局部敏感区域的放大观察。并将本文提出的图像还原解算方法应用于实验室内人体运动目标的识别与跟踪实验的显示界面,对采集到的连续视频图像实时进行解算,实现了对视场全局的观察和运动目标的局部监视。在此基础上进一步,又提出了球形还原成像法,给出了解算的具体算法。使得还原解算后的图像对于视场空间内非整体结构零散分布的景物,更容易估计其方位信息,成像的局部效果接近视窗平面还原法。 为将全视觉技术应用于智能移动机器人,论文针对机器人定位与导航问题开展了研究。根据全景视觉的特点,提出了利用单帧全景图像中多路标特
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP242

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 毛慧珍;陈西平;浮红霞;赵波;罗阳;;中型组足球机器人全向视觉定位技术[J];信息技术;2009年01期
2 林锦国;钱厚亮;梅雪;徐峻峰;;双曲面折反射全景图像的柱面解算研究[J];计算机工程;2010年12期
3 夏桂华;杨晟;蔡成涛;;遥自主移动机器人系统设计及实现[J];计算机应用;2011年11期
4 汤一平;庞成俊;周宗思;陈耀宇;;双目全方位视觉传感器及其极线校正方法[J];浙江工业大学学报;2011年01期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 严勇杰;多机器人系统协调与控制研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
2 仲训昱;遥自主移动机器人运动规划与控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 张莹;大型冷凝器清洗机器人视觉控制方法研究[D];湖南大学;2010年
4 肖易寒;基于Contourlet变换的全景图像处理关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 王博;全景视觉智能移动机器人固有环境定位[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 陈冬良;基于全方位视觉和球机的多目标检测跟踪系统[D];浙江工业大学;2010年
3 孟祥杰;基于全景视觉的行人检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 胡丽花;基于视觉的类人足球机器人目标定位算法设计[D];浙江理工大学;2011年
5 杭进;单相机全方位立体视觉系统的优化设计与标定[D];南京理工大学;2012年
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7 李真;基于DSP的机器人视觉系统的设计与实现[D];江南大学;2008年
8 肖春丽;适合ROI图像传输的联合编码的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 安丹阳;新型自主式乒乓球捡球机器人的构形及关键技术研究[D];东北大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 马明山,朱绍文,何克忠,李相伟;室外移动机器人定位技术研究[J];电工技术学报;1998年02期
4 张晓娣,刘贵忠,曾召华,张旭;JPEG2000图像压缩编码系统及其关键技术[J];电视技术;2001年08期
5 潘志扬,潘俊民;基于双内存的图形采集卡的设计[J];电子技术应用;2000年11期
6 华林,朱珂,周晓方,俞军,章倩苓;一种适用于JPEG2000的高速MQ编码器的VLSI实现[J];固体电子学研究与进展;2003年04期
7 鲍晓宇 ,施克仁 ,洪玉萍 ,张伟;高速数据采集系统中高速缓存与海量缓存的实现[J];国外电子元器件;2003年07期
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10 徐国华,谭民;移动机器人的发展现状及其趋势[J];机器人技术与应用;2001年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 许辉;智能移动机器人视觉处理及自主导航方法研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
2 陈利红;机器人视觉系统的研究与开发[D];浙江大学;2003年
3 何超;机器人视觉系统中的图像分割与目标检测[D];浙江大学;2003年
4 邓秀娟;机器人视觉中基于轮廓提取的模板匹配算法研究[D];大连铁道学院;2003年
5 丛森;基于DSP的图像采集处理系统[D];沈阳工业大学;2003年
6 林杨;基于DSP的图像采集和处理系统[D];南京理工大学;2004年
7 王亮;智能移动机器人定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
8 左艳军;突发信道中ATM无线连接的性能分析及其改善[D];哈尔滨工程大学;2004年
9 刘飞;JPEG2000压缩算法的研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张杰;张伯虎;赵娟;;监狱嵌入式视频web监控系统智能报警设计[J];安防科技;2006年04期
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4 吕秋霞;张景鸿;;基于神经网络的水果自动分类系统设计[J];安徽农业科学;2009年35期
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6 葛洪央;葛新锋;;机器人运动学的旋量表述[J];安徽农业科学;2012年10期
7 马传波;马涛;于梅艳;;计算机视觉技术在水利行业中的应用[J];现代农业科技;2012年10期
8 辛忻;车辆的声音识别技术[J];鞍山科技大学学报;2004年02期
9 郝爽;孙红星;;基于DSP的号码图像实时采集系统[J];辽宁科技大学学报;2008年Z1期
10 孙红星;王凤弟;赵楠楠;;手背静脉图像的降噪和分割研究[J];辽宁科技大学学报;2010年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李春进;李明峰;常小林;;基于卡尔曼滤波的公路施工控制点稳定性分析[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 杨晓霞;黄一;;外场标定条件下捷联惯导系统误差状态可观测性分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 胡玉兰;范晓静;;基于D-S证据理论改进方法的目标识别[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 张亚崇;;容错导航技术及其在INS/GPS/Doppler组合导航系统中的应用研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 章国江;郑凯;贺风华;陈松林;;一类Lagrange运动控制系统的非平滑滑模变结构控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 王鹏;刘锋;梅生伟;王克非;;高压输电线自主巡线机器人的鲁棒控制设计[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 牟玉涛;方海涛;;捷联惯导系统车载环境下的初始对准方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
8 戴文战;王清辉;杨爱萍;;基于高斯噪声背景下的混合滤波改进算法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
9 朱正;刘士荣;张波涛;;一种基于改进蚁群算法的移动机器人全局路径规划方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
10 谷劲柏;郑凯;杜佳璐;王兴成;;具有输入饱和约束的Lagrange系统非光滑反馈控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘凤鸣;重力梯度辅助导航定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王小旭;非线性SPKF滤波算法研究及其在组合导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张涛;GPS/SINS超紧密组合导航系统的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 张帆;全景视觉图像质量优化方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 刘营;雷达图像编码器的并行处理研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 丁继成;弱信号条件下GPS接收机关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 朱怡;潜艇航行训练模拟器模型简化与参数优化研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 杨萌;非线性滤波及在惯导系统传递对准中应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 张永林;车辆道路数值模拟与仿真研究[D];华中科技大学;2010年
10 陈伟;基于GPS和自包含传感器的行人室内外无缝定位算法研究[D];中国科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 左宗鹏;基于DSP的车牌识别系统研究[D];安徽工程大学;2010年
2 刘甲玉;基于ARM的图像采集与无线传输技术的研究[D];安徽工程大学;2010年
3 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
4 周雪梅;基于颜色和形状特征的图像检索技术研究[D];河南理工大学;2010年
5 代宏伟;布里渊散射水下探测目标的自动识别[D];南昌航空大学;2010年
6 廖甜甜;白细胞图像语义识别分类的研究[D];南昌航空大学;2010年
7 刘桂珍;颅骨三维重建与信息提取[D];山东科技大学;2010年
8 雷云云;基于被动式四足机器人的运动学及动力学分析[D];山东科技大学;2010年
9 徐星;采场底板突水判测系统及水害防治应用研究[D];山东科技大学;2010年
10 孙晓红;小口径深井救援机器人的设计研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马建光,贾云得;一种基于全向摄像机的移动机器人定位方法[J];北京理工大学学报;2003年03期
2 王建中;齐伟伟;宋遒志;朵英贤;;基于一种新误差模型的移动机器人模糊控制[J];北京理工大学学报;2006年03期
3 汤一平;叶永杰;朱艺华;顾校凯;;智能全方位视觉传感器及其应用研究[J];传感技术学报;2007年06期
4 段勇;徐心和;;自主足球机器人视觉系统结构及关键技术[J];东北大学学报;2006年01期
5 吴伟;刘兴刚;王忠实;徐心和;;多传感器融合实现机器人精确定位[J];东北大学学报(自然科学版);2007年02期
6 戴亚文,王三武,王晓良;基于灰度信息的多特征模板匹配法[J];电测与仪表;2004年04期
7 廖瑞琮;凝汽器胶球清洗系统[J];东方电气评论;2002年01期
8 庞之浩;美欧掀起火星探测新热潮[J];导弹与航天运载技术;2004年02期
9 蔡梅艳;吴庆宪;姜长生;;改进Otsu法的目标图像分割[J];电光与控制;2007年06期
10 米长伟,刘晓利,徐明友;基于SSDA的改进算法[J];弹箭与制导学报;2004年01期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 卢惠民;自主移动机器人全向视觉系统研究[D];国防科学技术大学;2010年
2 焦竹青;变换域中的多源图像融合方法研究[D];江南大学;2011年
3 李杏梅;Contourlet变换在图像去噪与边缘检测中的应用研究[D];华中科技大学;2011年
4 吴东晖;智能移动机器人的视觉导航技术[D];浙江大学;2001年
5 李玉榕;信息融合与智能处理的研究[D];浙江大学;2001年
6 刘广利;基于支持向量机的经济预警方法研究[D];中国农业大学;2003年
7 曾吉勇;折反射全景立体成像[D];四川大学;2003年
8 雷桂媛;关于蒙特卡罗及拟蒙特卡罗方法的若干研究[D];浙江大学;2003年
9 傅一平;基于Gabor与小波的边缘检测理论、快速算法与实时应用研究[D];浙江大学;2004年
10 仲宇;分布式强化学习理论及在多机器人中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭亮;基于Contourlet变换的多尺度图像分割算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 徐海云;全方位视频监视系统[D];北京工业大学;2003年
3 耿淑琴;RoboCup小型足球机器人紧急避碰问题的研究[D];天津大学;2004年
4 高勇;基于小波零树编码的身份照片压缩算法的研究与实现[D];武汉理工大学;2004年
5 秦鑫;一种蒙特卡罗贝叶斯分类的改进方法[D];华中师范大学;2004年
6 柴斌;对信源信道联合编码的研究[D];合肥工业大学;2004年
7 黄东辉;基于Turbo码的信源信道联合编码的研究[D];汕头大学;2004年
8 付玮;Golay码/卷积码在数字集群系统中的应用研究[D];电子科技大学;2004年
9 王亮;智能移动机器人定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
10 李忠武;自然环境下图像序列运动目标检测关键技术研究[D];国防科学技术大学;2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 王文博;胡亚琪;;基于圆柱面图像展开法在全向视觉上的应用[J];电脑知识与技术;2011年28期
2 何四华;邵晓方;杨绍清;吴春光;;双曲面折反射全景成像柱面展开图像质量分析[J];激光与红外;2012年02期
3 杨锟;曹作良;;一种鱼眼镜头畸变校正算法的FPGA实现[J];天津理工大学学报;2010年04期
4 何四华;杨绍清;邵晓方;田晗;;双曲面折反射全景成像系统水平探测距离模型[J];探测与控制学报;2011年03期
5 夏琳琳;张健沛;初妍;;计算智能在移动机器人路径规划中的应用综述[J];智能系统学报;2011年02期
6 邵晓方;何四华;;全景成像系统对目标水平探测能力的分析[J];现代防御技术;2012年05期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 高延增;超小型水下机器人关键性能提升技术研究[D];华南理工大学;2010年
2 李科;移动机器人全景视觉归航技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 雷艳敏;多机器人系统的动态路径规划方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 朱江;非结构环境下的移动机器人认知与导航避障方法研究[D];湖南大学;2011年
5 王晓辉;基于SOA的电力GIS平台及关键技术研究[D];华北电力大学;2012年
6 伍锡如;电厂冷凝器清洗机器人的神经网络控制理论研究[D];湖南大学;2012年
7 肖易寒;基于Contourlet变换的全景图像处理关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王博;全景视觉智能移动机器人固有环境定位[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 隋岩;智能移动机器人路径规划方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 李艳萍;基于自主学习的移动机器人质心偏移控制策略[D];大连理工大学;2010年
4 刘庆杰;基于鱼眼镜头的综合跟踪算法研究及在智能相机中的实现[D];天津理工大学;2010年
5 李璟;红外全景光学系统设计[D];西安工业大学;2011年
6 喻洋;基于FPGA的实时反射式全景视频展开系统的研究[D];兰州大学;2011年
7 杜芸强;图像与声纳信号融合在潜艇自主导航中的应用研究[D];华南理工大学;2011年
8 姜平阁;基于全景视觉的目标识别及图像初态复原[D];天津理工大学;2011年
9 王颖;超大广角畸变图像的校正和展开[D];天津理工大学;2011年
10 刘锋;基于蓝牙的履带车遥控技术研究[D];西北农林科技大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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6 王文学,赵姝颖,孙萍,徐心和;多智能足球机器人系统的关键技术[J];东北大学学报;2001年02期
7 马明山,朱绍文,何克忠,李相伟;室外移动机器人定位技术研究[J];电工技术学报;1998年02期
8 沈胜宏,刘先锋;一种基于多DSP和FPGA的机载火控高速并行图像跟踪瞄准技术[J];电光与控制;1999年04期
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10 孟军,魏同立,吴金,常昌远;数字图像离散小波变换的原理与硬件实现分析[J];东南大学学报(自然科学版);2002年06期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 齐美彬,杨艳芳,蒋建国;监控电路MAX706在图像压缩终端中的应用[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2001年05期
2 聂守平,魏晓燕;数字图像的奇异值分解[J];南京师大学报(自然科学版);2001年01期
3 郭小星,王益;一种基于构图分析的图像压缩策略[J];计算机工程与应用;2002年11期
4 贾厚林;Matlab环境下基于小波变换的图像压缩研究[J];无锡商业职业技术学院学报;2005年01期
5 刘军伟 ,饶妮妮;提升小波变换的FPGA设计与实现[J];微计算机信息;2005年22期
6 刘向阳;王如云;;基于新型三层误差反向传播网络的图像压缩[J];计算机工程与应用;2006年13期
7 周忠海;泮利;张奚宁;张涛;;BP神经网络及其在图像压缩中的应用[J];中国水运(理论版);2006年06期
8 周群;金瓯;吴显金;;模糊变换的图像压缩方法研究[J];长沙航空职业技术学院学报;2008年02期
9 江涛;;图像压缩速率的提高和应用[J];电脑学习;2008年04期
10 王纪凤;王昌元;王世刚;王晓敏;韩彬;;小波变换在医学图像压缩中的应用[J];中国医学物理学杂志;2008年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 叶勤;陈鹰;;图像压缩对影像匹配精度影响的研究[A];第十三届全国遥感技术学术交流会论文摘要集[C];2001年
2 张锐菊;周诠;;神经网络用于遥感图像压缩的一些研究结果[A];信号与信息处理技术——第一届信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2002年
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4 克兢;侯榆青;唐升;;快速DCT为核心的图像压缩算法在DSP系统上的实现[A];全国第一届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2006年
5 黄福莹;黄开志;;基于矢量量化和Huffman编码的图像压缩[A];广西计算机学会2009年年会论文集[C];2009年
6 刘莹;李娜;冯暖;;基于数字电视信源图像编码系统的研究与设计[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(3)[C];2008年
7 余平;马小虎;李建国;;基于LS9/7小波的图像压缩算法研究[A];2008年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(上册)[C];2008年
8 王英春;苏晓宏;;小波理论在雷达图像压缩中的应用[A];中国航海学会通信导航专业委员会2005年学术年会论文集[C];2005年
9 王红亮;杨晓;赵纯;;深空探测中的图像处理技术[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第四届学术年会论文集[C];2007年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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4 本报记者  胡军 武晓黎;RAW 与 JPG各有千秋[N];中国消费者报;2006年
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6 北京航空航天大学电子信息 学院 屈晓升;多媒体处理的核心[N];计算机世界;2005年
7 ;家庭多媒体信息控制机应用领域[N];科技日报;2005年
8 曾庆祝;如何拍摄高质量的相片[N];电脑报;2003年
9 本报记者 杨晨光 通讯员 刘培香 黄敏;神舟巡天揽月 看我高校当先[N];中国教育报;2005年
10 ;创维数码8000V-2108彩电总线故障检修[N];电子报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 席志红;全方位视觉技术及其在智能移动机器人等领域的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
2 苑光明;基于全方位视觉的移动机器人动态目标识别与导航研究[D];河北工业大学;2010年
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4 毛玉星;小波域图像与视频压缩算法及应用研究[D];重庆大学;2003年
5 李雁斌;基于全方位视觉的车载嵌入式航标跟踪系统[D];天津大学;2009年
6 狄宏;基于光学信息处理技术的多图像压缩加密与隐藏算法的研究[D];北京邮电大学;2012年
7 屈稳太;基于小波变换的图像压缩与信号检测技术研究[D];浙江大学;2003年
8 张雷;基于超光谱遥感图像三维特征的压缩方法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
9 石敏;图像压缩编码及低比特率下去块效应算法的研究[D];华南理工大学;2005年
10 张薇;自动机和链编码的理论研究与应用[D];华东师范大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 司徽东;基于小波变换的分形压缩方法研究[D];山东大学;2005年
2 杨德红;基于小波变换和人眼视觉特性的图像压缩新方法[D];重庆大学;2002年
3 李士锋;基于视觉特性选取图像压缩预处理方式[D];山东大学;2005年
4 涂立桥;小波分析在图像压缩中的应用[D];武汉理工大学;2002年
5 胡峰;小波零树编码在图像压缩及其去噪中的应用研究[D];南京理工大学;2003年
6 杨晟院;基于Essentially Non-Oscillatory方法的双正交小波变换图像压缩研究[D];湘潭大学;2003年
7 杨震伦;基于嵌入式系统的图像网络传输研究[D];华南师范大学;2004年
8 刘颖;小型数字图像系统的变换域处理[D];哈尔滨理工大学;2004年
9 徐旭东;基于DSP的多路视频图像压缩系统的设计及实现[D];哈尔滨工程大学;2004年
10 谢岩;基于小波变换的遥感图像压缩编码研究[D];吉林大学;2005年
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