【摘要】：目標(biāo)識(shí)別是計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域一個(gè)重要的研究方向,即將所需的一個(gè)或一類(lèi)目標(biāo)在場(chǎng)景中進(jìn)行提取,并與其他目標(biāo)進(jìn)行區(qū)分。通常,目標(biāo)識(shí)別可以描述為典型的模式識(shí)別問(wèn)題,并包含以下四步驟:原始數(shù)據(jù)的預(yù)處理,數(shù)據(jù)特征提取,特征分類(lèi)器的設(shè)計(jì)與訓(xùn)練以及最終的分類(lèi)步驟。目前,目標(biāo)識(shí)別研究集中于二維圖像處理之中,而隨著三維成像技術(shù)的發(fā)展,結(jié)構(gòu)光測(cè)量、激光掃描、ToF等技術(shù)趨于成熟,物體表面的三維坐標(biāo)能夠精準(zhǔn)而快速的獲取,從而生成場(chǎng)景的三維數(shù)據(jù),能夠更好地感知和理解周?chē)h(huán)境。因此,本課題旨在解決復(fù)雜場(chǎng)景下基于三維激光點(diǎn)云的人體目標(biāo)識(shí)別方案研究問(wèn)題。為此,本課題搭建一套穩(wěn)定、快速激光雷達(dá)掃描系統(tǒng),同時(shí)設(shè)計(jì)了一套運(yùn)行于之上的復(fù)雜點(diǎn)云場(chǎng)景人體目標(biāo)識(shí)別方案。本論文重點(diǎn)研究了如下內(nèi)容:(1)三維激光雷達(dá)掃描系統(tǒng)的搭建。針對(duì)雷達(dá)掃描特點(diǎn)確定了系統(tǒng)的軟硬件構(gòu)成,并設(shè)計(jì)了兩套掃描方式,實(shí)現(xiàn)了一套穩(wěn)定、快速的掃描系統(tǒng);(2)場(chǎng)景點(diǎn)云的預(yù)處理。具體的,選擇了基于最小二乘法的地平面方程提取方法,準(zhǔn)確提取場(chǎng)景內(nèi)的地面信息;提出了一種新的基于點(diǎn)云有序性的背景點(diǎn)移除方法,用于移除場(chǎng)景內(nèi)的復(fù)雜背景點(diǎn)云;對(duì)掃描點(diǎn)云進(jìn)行了坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換與地面點(diǎn)移除操作;對(duì)比分析了兩種噪聲點(diǎn)移除方法的優(yōu)劣,確定了基于半徑濾波器的噪聲移除方案;(3)人體目標(biāo)的識(shí)別。本論文比較、分析了多種場(chǎng)景點(diǎn)云分割方案,并綜合各方案優(yōu)缺點(diǎn)提出了基于投影法的場(chǎng)景點(diǎn)云分割方法,提高了待檢測(cè)目標(biāo)提取的準(zhǔn)確率;比較、分析了三種點(diǎn)云目標(biāo)特征提取方法的性能,確定了基于ESF的點(diǎn)云目標(biāo)特征提取方法;確定了基于支持向量機(jī)的分類(lèi)器模型設(shè)計(jì);最終實(shí)現(xiàn)了可用性高的復(fù)雜場(chǎng)景下的人體目標(biāo)識(shí)別方案;(4)基于深度學(xué)習(xí)的點(diǎn)云處理方案研究,分析了兩種基于深度學(xué)習(xí)的點(diǎn)云處理算法模型——PointSIFT和SO-NET,介紹其深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理并對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)性能分析,用于指導(dǎo)后續(xù)的研究工作。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TP391.41;TN249
【圖文】：

達(dá)能力有所不足。逡逑針對(duì)不同類(lèi)型傳感器獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，相應(yīng)獲得的三維點(diǎn)云分布方式也有所逡逑不同，具體的，可分為圖１－１所示四類(lèi)：逡逑Y"：j_逡逑（ａ）掃描線式點(diǎn)云邐（ｂ）三角式點(diǎn)云逡逑0邋00逡逑0■■■■0—0■？？？0邋0邋0逡逑0邐°邋°逡逑0……000邋0逡逑0—0—0＂—＂0邐000逡逑（ｃ）陣列式點(diǎn)云邐（ｄ）散亂式點(diǎn)云逡逑圖１－１點(diǎn)云分布方式示意圖逡逑（１）掃描線式點(diǎn)云逡逑該類(lèi)型點(diǎn)云通常由三維激光雷達(dá)掃描獲得，數(shù)據(jù)依雷達(dá)掃描線排列，各掃描逡逑２逡逑

景進(jìn)行完整掃描，有鑒于此，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種基于三維激光雷達(dá)的場(chǎng)景掃描裝置，，逡逑能夠通過(guò)固定位置安裝的激光雷達(dá)掃描裝置對(duì)場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)時(shí)掃描成像，該掃描裝逡逑置示意圖如圖２－１所示：逡逑ｆ邋＾＝１逡逑ｐＦ逡逑圖２－１三維激光雷達(dá)掃描系統(tǒng)示意圖逡逑如圖２－１所示，其中，１為成像激光雷達(dá)，２為人體目標(biāo)識(shí)別系統(tǒng)，３為三維逡逑激光雷達(dá)系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)。三維成像激光雷達(dá)系統(tǒng)通過(guò)激光測(cè)距實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)測(cè)量，逡逑１０逡逑

逑通過(guò)內(nèi)部旋轉(zhuǎn)裝置實(shí)現(xiàn)單線掃描，通過(guò)外部旋轉(zhuǎn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的三維測(cè)量，最終逡逑掃描覆蓋區(qū)域如圖２－１所示深色區(qū)域。逡逑其中，在本論文中，所采用的成像激光雷達(dá)為ＷＬＲ－７１１型號(hào)。激光雷達(dá)與逡逑旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的具體參數(shù)如下所示：逡逑（１）邐ＷＬＲ－７１１激光雷達(dá)技術(shù)參數(shù)：逡逑|r掃描距離：３０ｍ逡逑？掃描角度：１８０°逡逑修角度分辨率：０．２５°逡逑蠢幀頻：５０Ｈｚ逡逑|r精度：±３ｃｍ逡逑S眉す夥⑸⒔牽海玻擔(dān)恚潁幔溴義希ǎ玻

本文編號(hào)：2814651