雙目立體視覺作為計(jì)算機(jī)視覺的重要分支之一,其通過模擬人類視覺感知客觀世界,廣泛應(yīng)用于機(jī)器人導(dǎo)航、三維非接觸測(cè)量及虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域。因此,對(duì)基于雙目立體視覺的三維重建及其在機(jī)器人路徑規(guī)劃中的應(yīng)用研究具有一定的理論價(jià)值和十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本論文將圍繞雙目立體視覺相機(jī)標(biāo)定技術(shù)、圖片預(yù)處理技術(shù)、立體匹配與三維重建技術(shù)以及機(jī)器人路徑規(guī)劃技術(shù)等重難點(diǎn)問題展開研究,論文的主要工作包括以下幾個(gè)方面。深入研究了相機(jī)的成像模型,并通過建立四個(gè)相關(guān)坐標(biāo)系和它們之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,形象具體的描述相機(jī)的成像過程。對(duì)比分析雙目相機(jī)的標(biāo)定方法,確定張正友棋盤標(biāo)定法作為本文的標(biāo)定方法,并且利用最大似然估計(jì)對(duì)該標(biāo)定算法進(jìn)行了優(yōu)化。根據(jù)標(biāo)定結(jié)果,對(duì)鏡頭畸變進(jìn)行校正,并完成了雙目立體校正。在圖像預(yù)處理方面,為消除或減弱圖像噪聲和圖對(duì)間的亮度差異對(duì)立體匹配產(chǎn)生的影響,分別運(yùn)用均值濾波和高斯濾波消除椒鹽噪聲和高斯噪聲,直方圖均衡化平衡圖對(duì)間的亮度差異,圖像銳化使圖像的邊緣變得清晰。詳細(xì)對(duì)比了分析典型的幾種立體匹配算法,并對(duì)匹配窗口對(duì)立體匹配的效果進(jìn)行研究。針對(duì)機(jī)器人路徑規(guī)劃的應(yīng)用場(chǎng)景,提出了一種基于閾值分割的去除地面干擾物和背景的... 

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景與研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
    1.3 本文研究?jī)?nèi)容
第2章 雙目相機(jī)標(biāo)定
    2.1 引言
    2.2 雙目相機(jī)標(biāo)定原理
        2.2.1 相機(jī)成像模型
        2.2.2 四個(gè)坐標(biāo)系及其轉(zhuǎn)換關(guān)系
        2.2.3 雙目相機(jī)標(biāo)定方法
        2.2.4 相機(jī)標(biāo)定優(yōu)化
        2.2.5 雙目相機(jī)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)
    2.3 鏡頭畸變
        2.3.1 徑向畸變
        2.3.2 切向畸變
        2.3.3 畸變校正
    2.4 雙目立體校正
        2.4.1 雙目校正的原理
        2.4.2 雙目校正步驟
    2.5 本章小結(jié)
第3章 圖像預(yù)處理
    3.1 引言
    3.2 圖像噪聲
        3.2.1 噪聲產(chǎn)生原因
        3.2.2 噪聲特征
        3.2.3 噪聲的數(shù)學(xué)模型
        3.2.4 圖像濾波
    3.3 直方圖均衡化
    3.4 圖像銳化
        3.4.1 一階微分銳化
        3.4.2 二階微分銳化
    3.5 實(shí)驗(yàn)及分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 立體匹配與三維重建
    4.1 引言
    4.2 立體匹配研究的幾個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容
        4.2.1 匹配基元
        4.2.2 立體匹配算法的約束準(zhǔn)則
        4.2.3 相似性測(cè)度
    4.3 立體匹配算法與匹配窗口
        4.3.1 OpenCV中的三種立體匹配算法
        4.3.2 匹配窗口的選擇
        4.3.3 視差圖后處理
    4.4 三維表面重建
        4.4.1 Delaunay三角剖分
        4.4.2 Lawson算法
        4.4.3 基于OpenGL的三維重建實(shí)驗(yàn)
    4.5 本章小結(jié)
第5章 機(jī)器人路徑規(guī)劃研究
    5.1 引言
    5.2 機(jī)器人三維數(shù)據(jù)恢復(fù)
    5.3 路徑規(guī)劃
        5.3.1 全局路徑規(guī)劃
        5.3.2 局部路徑規(guī)劃
        5.3.3 人工勢(shì)場(chǎng)法
    5.4 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)置
        5.4.1 系統(tǒng)硬件組成
        5.4.2 視覺控制軟件
        5.4.3 實(shí)驗(yàn)環(huán)境簡(jiǎn)化
        5.4.4 機(jī)器人導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)過程
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的機(jī)器人路徑規(guī)劃算法[J]. 張福海,李寧,袁儒鵬,付宜利.  華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(12)
[2]自然場(chǎng)景中近景攝影測(cè)量相機(jī)的自標(biāo)定方法[J]. 王濤,董明利,孫鵬,王君,燕必希.  工具技術(shù). 2018(12)
[3]移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃算法綜述[J]. 霍鳳財(cái),遲金,黃梓健,任璐,孫勤江,陳建玲.  吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版). 2018(06)
[4]關(guān)于雙目立體視覺圖像目標(biāo)精準(zhǔn)匹配仿真[J]. 孫深圳,孫灑.  計(jì)算機(jī)仿真. 2018(11)
[5]基于數(shù)字圖像直方圖均衡化改進(jìn)算法的設(shè)計(jì)研究[J]. 王瑋.  佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(06)
[6]基于全向移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃的蟻群算法研究[J]. 何雨,張志安,韓明明,陳慶武,黃學(xué)功.  測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào). 2018(05)
[7]基于雙目立體視覺的三維測(cè)振技術(shù)[J]. 解樹平,楊波,萬新軍,黃鵬程,江劍宇.  光學(xué)儀器. 2018(05)
[8]雙目立體視覺的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展[J]. 黃鵬程,江劍宇,楊波.  光學(xué)儀器. 2018(04)
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碩士論文
[1]地面機(jī)器人路徑規(guī)劃及其控制研究[D]. 薛文艷.河北科技大學(xué) 2019
[2]圖像椒鹽噪聲及高斯噪聲去噪方法研究[D]. 王曉凱.復(fù)旦大學(xué) 2010
[3]基于雙目視覺的復(fù)雜背景下運(yùn)動(dòng)目標(biāo)三維信息重建[D]. 彌麗麗.西北大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3687986