【摘要】：在陸地資源日益消耗的過(guò)程中,海洋資源逐漸步入人們的眼球,海面的安全問(wèn)題也成為了熱門(mén)話題。機(jī)器視覺(jué)源于上世紀(jì)四五十年代,發(fā)展到現(xiàn)在,已經(jīng)從最初的二維平面研究擴(kuò)展到三維立體研究。而雙目視覺(jué)正是機(jī)器視覺(jué)從二維圖像分析三維信息分支中的重要組成部分,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于目標(biāo)的檢測(cè)、測(cè)量以及跟蹤導(dǎo)航等領(lǐng)域。給機(jī)器人加上了雙目系統(tǒng),就好像給其加上了眼睛,從而可以代替人完成一些特殊的任務(wù)。本文主要基于雙目視覺(jué)的視差理論,采用三角測(cè)量的方式,對(duì)海面目標(biāo)進(jìn)行測(cè)量與分析。本文主要就無(wú)人水面艇的視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行研究,結(jié)合立體視覺(jué)的相關(guān)知識(shí),建立了一套適合于無(wú)人水面艇目標(biāo)測(cè)量的視覺(jué)系統(tǒng)。主要利用Matlab與Open CV相結(jié)合的方法,通過(guò)Matlab進(jìn)行標(biāo)定精度的優(yōu)化等一系列的計(jì)算,通過(guò)OpenCV軟件庫(kù)進(jìn)行軟件的調(diào)試與編寫(xiě)。根據(jù)海面環(huán)境的特殊性,本文對(duì)采集的目標(biāo)圖像進(jìn)行特定的預(yù)處理,提出了將海面圖像分割濾波的方法。并針對(duì)無(wú)人水面艇的運(yùn)動(dòng)速度快,采集目標(biāo)圖像失真等問(wèn)題,進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)濾波的圖像恢復(fù)處理。在雙目標(biāo)定方面,采用Matlab與Open CV相結(jié)合的標(biāo)定方法,對(duì)張正友標(biāo)定法進(jìn)行Fast角點(diǎn)檢測(cè)優(yōu)化,提高了標(biāo)定的效率。通過(guò)基于Matlab的標(biāo)定方法,對(duì)雙目相機(jī)進(jìn)行預(yù)標(biāo)定,獲得較高精度的相機(jī)參數(shù)。再通過(guò)Open CV的優(yōu)化的張正友標(biāo)定,進(jìn)行海面測(cè)量的實(shí)時(shí)標(biāo)定處理。在進(jìn)行目標(biāo)匹配之前,根據(jù)海面圖像的特殊性,對(duì)匹配過(guò)的相機(jī)所采集的海面圖像進(jìn)行海天線位置的判定,通過(guò)左右兩幅圖片間的夾角大小來(lái)判定矯正后采集圖像的好壞。一方面增加了整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的可靠性,另一方面也提高了實(shí)驗(yàn)的精度。本文主要運(yùn)用了半全局的匹配方法,對(duì)其的進(jìn)行視差優(yōu)化,特別的對(duì)8連通圖像進(jìn)行分析與計(jì)算。先對(duì)采集的目標(biāo)圖像進(jìn)行雙目匹配,獲得的視差通過(guò)中值濾波的方式進(jìn)行優(yōu)化,最終獲得較為理想的雙目視差信息。最終為了獲得目標(biāo)的距離等信息,通過(guò)目標(biāo)的視差值和相機(jī)的相關(guān)參數(shù),進(jìn)行目標(biāo)距離的測(cè)量。該系統(tǒng)對(duì)水面目標(biāo)進(jìn)行實(shí)際的測(cè)量計(jì)算,具有較好的準(zhǔn)確性和魯棒性。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP391.41;TP242

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本文編號(hào)：2539361