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《电子科技大学》 2005年
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实时双目立体视觉研究

廖素英  
【摘要】:双目立体视觉直接模拟人类视觉处理景物的方式,成为波动光学三维传感方法中最重要的距离感知技术,被广泛地应用于各领域。近年来,随着计算机处理速度和图像采集速度的提高,使得从算法和硬件两方面实现实时的双目立体测量成为可能。双目立体视觉再次成为研究的热点。 本文以Marr 的视觉计算理论为基础,对双目立体视觉的基本理论、方法和相关技术进行了系统研究,立足从改进算法方面实现快速的双目立体视觉,为实时双目立体视觉硬件系统的建立提供参考。主要内容包括基本原理、计算理论分析,图像采集,摄像机标定,立体匹配和算法软件设计五个部分。重点对摄像机标定和立体匹配过程进行了详细分析和算法实现。摄像机标定方面,在SUSAN 角点准确提取的基础上,巧妙地利用平面网格模板作为参考物,通过线性求解和Levenberg-Marquarat 非线性优化相结合,灵活快捷地标定了摄像机的内外参数,实验结果较为合理。立体匹配方面,提出基于区域相关匹配的动态匹配方法,对图像对首先进行归一化协方差相关运算建立候选匹配点集,在此基础上引入动态规划技术进行全局优化,通过在相关系数平面上寻找一条最佳路径来得到最终的匹配结果。匹配过程中采用了盒滤波技术、金字塔分层、顺序一致性约束和视差范围限定等方法加速匹配过程,实现了浓密视差图的快速准确提取。论文最后给出了实时双目立体视觉系统的构建模块,并根据面向对象的设计方法,在VC++环境下开发了图像采集、特征提取、摄像机标定、动态匹配等相应算法的实现软件。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:O436

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 戚利勇;黄瓜采摘机器人视觉关键技术及系统研究[D];浙江工业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 施万利;基于双目立体视觉的人脸三维数据获取方法研究[D];河南工业大学;2010年
2 李岩琪;基于SIFT算子的双目视觉立体匹配算法研究[D];西安电子科技大学;2010年
3 王国栋;基于双目立体视觉的医学可视化应用研究[D];西北大学;2011年
4 李银阁;客流计数单元算法研究及其在TMS320DM642系统上实现[D];大连海事大学;2011年
5 李泽东;基于图像序列的目标跟踪及三维重建技术研究[D];沈阳理工大学;2011年
6 田恒燕;基于双目立体视觉的目标跟踪方法研究[D];中国石油大学;2011年
7 牛海涛;双目立体视觉关键技术研究[D];苏州大学;2011年
8 田京雷;融合深度信息的运动人体图像分割研究[D];大连海事大学;2006年
9 温奎;基于立体视觉的移动机器人目标定位[D];南京理工大学;2006年
10 刘东月;显微-CCD-微机系统微小物体二维尺寸自动测试[D];长春理工大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 刘荧,林嘉宇,毛均杰;幅度补偿问题的松弛迭代法的收敛性[J];电子科技大学学报;2000年01期
2 张爱武,李明哲,胡少兴;一种用于三维曲面视觉测量的立体精匹配方法[J];光学技术;2001年02期
3 于辉,陈果,左洪福,黄传奇;发动机孔探图像三维测量与立体重建的实现[J];航空计测技术;2002年02期
4 钱曾波,邱振戈,张永强;计算机立体视觉研究的进展[J];测绘学院学报;2001年04期
5 张爱武,李明哲,胡少兴;基于立体视觉的三维曲面测量关键技术研究[J];系统工程与电子技术;2001年10期
6 游素亚;立体视觉研究的现状与进展[J];中国图象图形学报;1997年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邢青青;罗新斌;;基于小波去噪和机器视觉的边缘检测[J];四川有色金属;2009年01期
2 邓建斌;叶洪江;;基于混沌遗传算法的配电网无功补偿优化[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2006年03期
3 乔志杰;程翠翠;;基于遗传算法优化的模糊PID控制研究及其仿真[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2009年03期
4 徐文婷;李承鹏;;基于自适应遗传算法的离散化方法[J];合肥师范学院学报;2011年03期
5 安振刚,李谋渭,尹显东,于宁,唐伟;遗传神经网络在平整轧制力预报中的应用[J];鞍钢技术;2001年06期
6 华文立;胡学刚;;平衡决策树分类精度与规则简易性研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年04期
7 葛西旺;;一种精确的图像拼接方法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2007年01期
8 李忠富;;基于DSM的单像片数字投影转绘收敛方法研究[J];安徽建筑;2006年05期
9 马友平;;生长模型McDill-Amateis的遗传算法拟合研究[J];安徽农业科学;2007年33期
10 陆克芬;方崇;张春乐;;基于人工鱼群算法的投影寻踪评价方法研究[J];安徽农业科学;2009年23期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 齐继阳;竺长安;曾议;;基于遗传禁忌混合搜索算法的设备布局研究[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 丁婷;崔红涛;;遗传算法在智能天线扇区波束赋形及阵元失效补偿中的应用[A];经济策论(上)[C];2011年
3 吴述龙;操礼年;明红莲;;上海虹桥国际机场空域飞行障碍物测量方法探讨[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
4 刘云;;摄影测量内外业一体化生产工艺研究[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
5 季铮;张剑清;詹总谦;;基于特征不变量的目标识别定位方法研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 刘磊;王永骥;;基于单目视觉的机器人动态目标识别与跟踪[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 程远林;李茂军;;基于小生境遗传算法的配电网电容器优化配置[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 姜明辉;袁绪川;;基于GA优化的个人信用评估SVM模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 张志华;王莉;刘洪;;最大化网络广告收入的投放决策[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 赵瑞艳;李树荣;张晓东;苗荣;;基于混合遗传算法的热传导系统最优控制问题求解[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张亚娟;适应性企业战略协同机制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 谭枫;介入式文化算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 陆满君;通信辐射源个体识别与参数估计[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 李晚龙;六自由度Stewart平台分散智能控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 董慧群;代建制项目风险预警管理研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
8 许爱德;开关磁阻电机在船舶电力推进中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
9 王文标;基于视觉测量的快速再制造成形系统关键技术研究[D];大连海事大学;2010年
10 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋抗;压缩机活塞圆度误差数字检测系统研究[D];河南理工大学;2010年
2 王宏涛;精密单点定位技术在GPS辅助空中三角测量中的应用研究[D];河南理工大学;2010年
3 万成;动态环境下的元胞遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
4 张聪炫;基于蚁群算法由直线光流场重建三维结构的研究[D];南昌航空大学;2010年
5 李坤;参数参与进化的自适应遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
6 陈忠翔;基于立体视觉的三维重建方法研究[D];南昌航空大学;2010年
7 孙静;基于双目立体视觉的多相机三维重建技术实现[D];山东科技大学;2010年
8 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
9 马水松;多目标遗传算法与非支配集的构造研究[D];山东科技大学;2010年
10 李臻;城市公交车辆智能调度优化研究[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 杨春平,吴健,洪亮,冯彦彦;双CCD系统在三维面形测量中的应用[J];半导体光电;2004年03期
2 赵国英,陈世红;裸眼可视立体技术的发展概况[J];北方工业大学学报;2002年01期
3 齐良育;吕勇;郎小平;;数字散斑相关的亚像素搜索方法比较[J];北京机械工业学院学报;2009年01期
4 吕雪山,王先进;板材成形中的技术革命[J];北京钢铁学院学报;1987年S2期
5 张少军,艾矫健,李忠富,李长江,李庆利;利用数字图像处理技术测量几何尺寸[J];北京科技大学学报;2002年03期
6 王茜,彭中,刘莉;一种基于自适应阈值的图像分割算法[J];北京理工大学学报;2003年04期
7 高丽;杨树元;梁军利;李海强;;视频序列中运动目标的自动提取[J];北京理工大学学报;2006年03期
8 刘东月;姜淑华;陈方涵;王文生;;玻璃微珠球度测试研究[J];长春理工大学学报(自然科学版);2008年01期
9 吴彰良,胡鹏浩,卢荣胜,宫能刚;一种双目视觉传感器结构参数设计方法[J];传感器技术;2005年03期
10 郑德华,沈云中,刘春;三维激光扫描仪及其测量误差影响因素分析[J];测绘工程;2005年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 田京雷;毕胜;;基于视频的客流计数系统的研究[A];第十二届全国图象图形学学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吴东晖;智能移动机器人的视觉导航技术[D];浙江大学;2001年
2 杜歆;用于导航的立体视觉系统[D];浙江大学;2003年
3 曾吉勇;折反射全景立体成像[D];四川大学;2003年
4 王慧燕;图像边缘检测和图像匹配研究及应用[D];浙江大学;2003年
5 孙向军;场景三维重建的若干关键技术研究[D];南京理工大学;2004年
6 陈华华;视觉导航关键技术研究:立体视觉和路径规划[D];浙江大学;2005年
7 刘侍刚;高精度三维重建技术的研究[D];西安电子科技大学;2005年
8 张可;基于双目立体视觉原理的自由曲面三维重构[D];华中科技大学;2005年
9 岳晓峰;计算机视觉技术及其在工业中应用的研究[D];吉林大学;2006年
10 胡春生;脉冲半导体激光器高速三维成像激光雷达研究[D];国防科学技术大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 许文武;基于视频的运动目标检测与跟踪方法应用研究[D];江苏科技大学;2011年
2 高源龙;基于小波变换的掌纹识别算法的研究及DSP实现[D];西安科技大学;2011年
3 关柏青;基于彩色视觉和模糊控制的移动机器人路径跟踪[D];河北工业大学;2002年
4 臧林然;基于双幅图像的匹配算法及3D重建不确定性研究[D];大连理工大学;2003年
5 刘兴荣;用于移动机器人的立体视觉技术[D];河北工业大学;2003年
6 石继雨;机器人双目立体视觉技术研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
7 段新涛;基于肤色和图像似然度的人脸检测[D];上海师范大学;2004年
8 于希娟;双目立体视觉技术的理论研究与程序实现[D];华北电力大学(北京);2004年
9 杨小铃;基于肤色和模板匹配的人脸检测[D];天津大学;2004年
10 江华俊;视频图像运动特征的分析与提取[D];吉林大学;2004年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 郭艾侠;邹湘军;朱梦思;陈燕;熊俊涛;陈丽娟;;基于探索性分析的的荔枝果及结果母枝颜色特征分析与识别[J];农业工程学报;2013年04期
2 佘科;谢红;;基于WNN的双目摄像机标定方法[J];应用科技;2010年11期
3 瞿端阳;王维新;马本学;韩大龙;田昊;王超;;基于MATLAB的棉株识别系统摄像头标定研究[J];新疆农机化;2013年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 赖小波;机器人双目立体视觉若干关键理论问题及其技术实现研究[D];浙江大学;2010年
2 李明晶;小、暗、多、快目标的分布式主动测量系统布站概念研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 耿盛涛;基于双目视觉的机器人目标检测与跟踪研究[D];江南大学;2010年
2 姜平安;基于视频图像的结构振动监测研究[D];浙江大学;2011年
3 孟欣东;气液两相流中气泡特征参数三维测量方法研究[D];天津大学;2010年
4 李众;双目变焦调焦系统[D];北京理工大学;2011年
5 金俞鑫;气液两相流中多气泡图像处理及匹配方法研究[D];天津大学;2012年
6 佘科;基于DSP的双目视觉算法研究与系统设计[D];哈尔滨工程大学;2011年
7 颜卓;基于双目视觉的运动物体检测系统研究[D];沈阳大学;2012年
8 刘国权;机器人视觉焊缝轨迹跟踪及深度信息提取[D];南昌大学;2008年
9 吴黛娜;基于方向信息的微胶囊显微图像的分割算法研究[D];大连海事大学;2008年
10 杨晓辉;基于双目立体视觉的三维重建方法研究[D];大连海事大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐雷,王国印;用模拟退火法由部分采样点和幅谱重建离散有限时宽信号[J];电子学报;1990年04期
2 颜树华,黄锐,吕海宝,王跃科,周卫红,谌廷政;双CCD视觉传感器测量分辨率和有效视场的理论研究[J];光电子·激光;1998年01期
3 邓文怡,郭术义,董明利,巫建坤,吕乃光;提高工业视觉测量系统精度的途径[J];工具技术;1999年05期
4 李奇,冯华君,徐之海,韩一石,黄红强;计算机立体视觉技术综述[J];光学技术;1999年05期
5 邱振戈;影像匹配算法模型[J];测绘学院学报;2000年02期
6 周性伟;用相位确定信号的一个问题[J];科学通报;1984年13期
7 王斯雷;相位与信号的关系[J];科学通报;1985年19期
8 李衍达,宁波;由已知幅度谱及部分采样点恢复信号与采样频率的关系[J];清华大学学报(自然科学版);1988年04期
9 张健新,段发阶,叶声华;一种快速高精度立体视觉光条匹配算法[J];天津大学学报;1998年02期
10 刘荧,林嘉宇;由相位谱重构离散信号的收敛性[J];通信技术;1999年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗丹;廖志贤;;基于OpenCV的双目立体视觉测距[J];大众科技;2011年04期
2 蔡伟峰;游步东;晓敏;;空间三维测量技术的研究[J];江西科学;2007年01期
3 朱礼尧;王建中;;移动机器人作战平台立体视觉三维建模方法[J];科技导报;2009年18期
4 田克微;张爱武;王少敏;;一种基于OpenCV的摄像机标定方法[J];首都师范大学学报(自然科学版);2008年02期
5 刘浩;李晋惠;乔永兴;刘海全;;基于计算机双目视觉的火灾定位问题的研究[J];科技信息(学术研究);2008年22期
6 谭跃钢,张敏,胡江萍;视觉传感器的标定方法[J];光学技术;2003年03期
7 张爱武,隋振,胡少兴,陈建军,李明哲;基于神经网络的视觉系统标定方法[J];光学技术;2001年04期
8 汤想明;;利用二维DLT进行数字摄像机标定[J];科技信息(学术研究);2008年34期
9 郁春潮;陈韶华;;广角镜头的摄像机非线性标定技术[J];湖北大学学报(自然科学版);2005年04期
10 王军德;;径向畸变摄像机的标定[J];科技信息;2009年25期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴雪梅;;采摘机器双目立体视觉系统的标定[A];中国农业工程学会2011年学术年会(CSAE 2011)论文摘要集[C];2011年
2 王方;倪一超;;视差对通用量具示值的影响[A];江苏省计量测试学术论文集(2011)[C];2011年
3 吴能伟;;3D靶标的摄像机标定方法[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
4 张雪波;方勇纯;马博军;;一种基于2D单应矩阵的摄像机标定方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 汤春林;;双目立体视觉在模型姿态非接触测量中的应用研究[A];第十二届全国图象图形学学术会议论文集[C];2005年
6 唐文冰;张彦娥;张东兴;李民赞;;基于双目立体视觉的玉米雄穗识别与定位研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
7 肖帜;吴开华;;用于摄像机标定的图像特征点提取算法[A];浙江省信号处理学会2011学术年会论文集[C];2011年
8 孙洁;赵慧洁;;投影栅相位法视觉检测标定技术研究[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
9 付强;全权;蔡开元;;基于自由运动的一维标定物的多摄像机标定[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
10 赵越;江南;;基于最小二乘法的摄像机标定参数非线性优化[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 张楠;3D显示浮出水面?[N];中国计算机报;2009年
2 杨长春 [湘·株洲市];重视差额选举[N];人民代表报;2003年
3 蔡若朴;识才用才须先“校正视差”[N];中国质量报;2004年
4 许先锋;丝绸股份重组方案出炉[N];证券时报;2007年
5 索佩敏;丝绸股份将转型为专业市场运营商[N];上海证券报;2007年
6 张选 暑冰;新荣区努力为民办好十件实事[N];大同日报;2006年
7 褚红梅 编译;奇妙的3D立体影像世界[N];中国计算机报;2009年
8 罗清岳;扫描式背光立体平板显示技术[N];电子资讯时报;2006年
9 徐昕;3D显示走向桌面[N];中国计算机报;2007年
10 马文会;拍摄失误常见原因[N];中国摄影报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赖小波;机器人双目立体视觉若干关键理论问题及其技术实现研究[D];浙江大学;2010年
2 罗桂娥;双目立体视觉深度感知与三维重建若干问题研究[D];中南大学;2012年
3 周灿林;用于三维位移测量的投影栅和图像相关的研究[D];天津大学;2005年
4 潘锋;仿人眼颈视觉系统的理论与应用研究[D];浙江大学;2005年
5 张可;基于双目立体视觉原理的自由曲面三维重构[D];华中科技大学;2005年
6 傅荟璇;运动目标识别与光电跟踪定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 王建华;数字式红外手术导航仪关键技术研究[D];上海交通大学;2007年
8 刘斌;基于双目立体视觉的大锻件尺寸在位测量关键技术研究[D];燕山大学;2010年
9 田原嫄;基于数字图像的三维尺寸测量[D];吉林大学;2008年
10 徐观;汽车车轮定位参数视觉检测系统及检定方法的研究[D];吉林大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 廖素英;实时双目立体视觉研究[D];电子科技大学;2005年
2 朱军军;双目立体视觉系统摄像机标定方法及控制系统研究[D];扬州大学;2010年
3 胡凌山;移动机器人双目立体视觉技术研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
4 刘宁;基于双目立体视觉的手术导航空间点定位系统的研究[D];河南科技大学;2005年
5 刘晶晶;基于双目立体视觉的三维定位技术研究[D];华中科技大学;2007年
6 徐金龙;基于双目立体视觉的三维灰度数字图像采集与显示技术研究[D];南京理工大学;2009年
7 陈戈军;基于双目立体视觉的机械臂手端定位方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 高纯玲;基于双目立体视觉的手术器械跟踪定位研究[D];华中科技大学;2008年
9 方恒;基于双目立体视觉的三维信息获取技术研究[D];武汉科技大学;2008年
10 郭陆峰;双目视觉系统关键技术研究[D];华侨大学;2008年
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