發(fā)布時(shí)間：2021-11-03 01:35

　　為了快速而準(zhǔn)確的構(gòu)建三維復(fù)雜場(chǎng)景,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的目標(biāo)定位,本文提出一種新型的三維復(fù)眼相機(jī)模型的設(shè)計(jì)方案.基于球面上子眼排布的均勻性以及成像高效性的需求,設(shè)計(jì)了一種以球面結(jié)構(gòu)為支撐體的復(fù)眼相機(jī)模型,并建立適用于復(fù)眼結(jié)構(gòu)的多目視覺(jué)定位模型,通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析復(fù)眼相機(jī)模型的可行性與優(yōu)化性.主要內(nèi)容有以下幾個(gè)方面:（1）介紹子眼光學(xué)成像原理和雙目立體視覺(jué)定位模型,根據(jù)目標(biāo)點(diǎn)的像素坐標(biāo)與世界坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換關(guān)系,建立多通道的數(shù)學(xué)定位模型.通過(guò)相機(jī)標(biāo)定確定內(nèi)外參數(shù)矩陣,并利用基于再生權(quán)的最小二乘相關(guān)算法進(jìn)行模型求解和誤差估計(jì).（2）根據(jù)子眼均勻排布與視場(chǎng)高效利用的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,構(gòu)建三維復(fù)眼相機(jī)的仿C₆₀球面模型,并對(duì)該模型進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn).基于C₆₀分子結(jié)構(gòu)的幾何特征與子眼的光學(xué)成像原理,將約束條件轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型,利用多目標(biāo)函數(shù)的粒子群算法進(jìn)行參數(shù)求解,從而得到優(yōu)化的相機(jī)模型.（3）通過(guò)多目標(biāo)粒子群算法得到了參數(shù)的最優(yōu)解,從而確定了三維復(fù)眼相機(jī)的仿C₆₀球面模型及其改進(jìn)模型中子眼鏡頭的位置排布.優(yōu)化結(jié)果表明改進(jìn)后得到的92個(gè)鏡頭復(fù)眼相機(jī)模型的整體均勻性... 

【文章來(lái)源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

TOMBO系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀近年來(lái), 隨著仿生學(xué)的發(fā)展, 仿生復(fù)眼結(jié)構(gòu)的研究及其應(yīng)用受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注. 下面將對(duì)復(fù)眼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀作簡(jiǎn)要介紹.1.2.1 平面結(jié)構(gòu)研究2000年, Tanida所在日本研究小組及德國(guó)夫瑯禾費(fèi)研究所的Duparre課題組提出并完成了復(fù)眼的平面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì), 稱為 TOMBO 復(fù)眼成像系統(tǒng)[3-5], 如圖 1-1 所示. 該系統(tǒng)由微透鏡陣列、信號(hào)分離器和光電探測(cè)器陣列組成, 每個(gè)單元成像系統(tǒng)被稱為單元光學(xué), 由單元光學(xué)器件捕獲的圖像被稱為單位圖像.

圖 1-3 平面型復(fù)眼結(jié)構(gòu)[9]圖 1-4 平面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及樣機(jī)實(shí)物圖[12]中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所的劉艷等人提出了一種平面結(jié)構(gòu)的復(fù)眼成像系現(xiàn)結(jié)構(gòu)的輕捷化和高效化, 基于鏡頭視差校正原理與光學(xué)成像模型, 選取 9 個(gè)的照相機(jī), 按3 3組合排列構(gòu)成復(fù)眼系統(tǒng)(見(jiàn)圖 1-4). 在調(diào)整照相機(jī)參數(shù)時(shí), 根眼相機(jī)拍攝同一目標(biāo)點(diǎn)的圖像位置差異(即立體視差), 確定相機(jī)的焦距、相鄰光軸間距和透鏡口徑等參數(shù), 實(shí)驗(yàn)測(cè)試中的定位精度達(dá)到42.53 10 rad .2 曲面結(jié)構(gòu)研究2006 年, 美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校 Jeong 等人提出了一種基于生物啟發(fā)的人造[13](見(jiàn)圖 1-5). 該系統(tǒng)由折射聚合微透鏡、導(dǎo)光聚合錐體和自對(duì)準(zhǔn)波導(dǎo)設(shè)備組度接收光線. 由于子眼全方位排列在半球形外框架上, 因此能夠提供類似于天寬闊視野. 然而, 受當(dāng)時(shí)設(shè)備性能的制約, 無(wú)法同時(shí)對(duì)所有透鏡采集的圖像進(jìn)因此該系統(tǒng)尚在試驗(yàn)階段.

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]復(fù)眼三維目標(biāo)定位精度分析[J]. 郭方,練國(guó)富,張寧.  紅外與激光工程. 2014(12)
[4]對(duì)張正友相機(jī)標(biāo)定法的改進(jìn)研究[J]. 劉艷,李騰飛.  光學(xué)技術(shù). 2014(06)
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[6]大視場(chǎng)復(fù)眼結(jié)構(gòu)圖像處理算法研究[J]. 曹阿秀,史立芳,石瑞英,鄧啟凌,杜春雷.  光子學(xué)報(bào). 2014(05)
[7]制備人工復(fù)眼結(jié)構(gòu)的方法[J]. 史立芳,葉玉堂,鄧啟凌,董小春,杜春雷.  紅外與激光工程. 2013(09)
[8]大視場(chǎng)人工復(fù)眼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法與實(shí)驗(yàn)[J]. 史立芳,曹阿秀,劉艷,葉玉堂,鄧啟凌,鄭美玲,杜春雷.  光電工程. 2013(07)
[9]仿生復(fù)眼成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作的研究進(jìn)展[J]. 鞏憲偉,魚(yú)衛(wèi)星,張紅鑫,盧振武,孫強(qiáng),沈宏海.  中國(guó)光學(xué). 2013(01)
[10]多通道大視場(chǎng)目標(biāo)定位儀的研制[J]. 郭方,王克逸,吳青林.  光學(xué)精密工程. 2013(01)

博士論文
[1]基于球模型的三維冠狀動(dòng)脈中心線抽取方法研究[D]. 蔣世忠.華南理工大學(xué) 2014
[2]用于目標(biāo)三維探測(cè)的復(fù)眼系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[D]. 馬孟超.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[3]大視場(chǎng)人工復(fù)眼成像結(jié)構(gòu)研究與實(shí)驗(yàn)[D]. 史立芳.電子科技大學(xué) 2014
[4]多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法的研究[D]. 徐鶴鳴.上海交通大學(xué) 2013
[5]新型復(fù)眼定位裝置設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 郭方.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012

碩士論文
[1]多目標(biāo)粒子群優(yōu)化算法及其應(yīng)用研究[D]. 徐迅.江南大學(xué) 2014
[2]基于再生權(quán)最小二乘法的坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換參數(shù)優(yōu)化[D]. 袁媛.太原理工大學(xué) 2013
[3]曲面仿生復(fù)眼成像系統(tǒng)的研究[D]. 鞏憲偉.中國(guó)科學(xué)院研究生院（長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所） 2012
[4]多孔徑成像目標(biāo)測(cè)距及高分辨率圖像重構(gòu)方法研究[D]. 王麗娟.西安電子科技大學(xué) 2012
[5]球面復(fù)眼多通道信息融合[D]. 張浩.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010



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