雙目視覺(jué)系統(tǒng)標(biāo)定與匹配的研究與實(shí)現(xiàn)的開(kāi)題報(bào)告

雙目視覺(jué)系統(tǒng)標(biāo)定與匹配的研究與實(shí)現(xiàn)的開(kāi)題報(bào)告一、選題背景雙目視覺(jué)系統(tǒng)已經(jīng)是計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域中的一個(gè)非常重要的研究方向。通過(guò)建立雙目視覺(jué)系統(tǒng)，可以更加準(zhǔn)確地獲取物體在三維空間中的位置信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的距離、大小、形狀等特征的準(zhǔn)確描述。在機(jī)器人領(lǐng)域、自動(dòng)化生產(chǎn)線以及虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。雙目視覺(jué)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)依賴于兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：標(biāo)定和匹配。標(biāo)定指的是對(duì)雙目相機(jī)內(nèi)外參數(shù)的確定，這是計(jì)算機(jī)視覺(jué)中重要的一環(huán)。匹配則是在兩個(gè)視野中找到對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，它的準(zhǔn)確度和速度在很大程度上決定了系統(tǒng)的性能。為此，本項(xiàng)目旨在研究和探索雙目視覺(jué)系統(tǒng)的標(biāo)定和匹配算法，為實(shí)現(xiàn)更加精確的三維測(cè)量和目標(biāo)跟蹤等功能提供技術(shù)支持。二、研究?jī)?nèi)容本項(xiàng)目的主要研究?jī)?nèi)容包括：1.雙目視覺(jué)系統(tǒng)的硬件搭建。需要利用兩個(gè)相機(jī)并聯(lián)組成雙目視覺(jué)系統(tǒng)，并且通過(guò)外觀上的校準(zhǔn)等手段保證兩個(gè)相機(jī)拍攝到的圖像處于同一視角。2.雙目視覺(jué)系統(tǒng)的標(biāo)定。首先需要對(duì)相機(jī)進(jìn)行內(nèi)部標(biāo)定，即確定相機(jī)的內(nèi)參矩陣，然后通過(guò)對(duì)物體的控制點(diǎn)在兩幅圖像中對(duì)應(yīng)關(guān)系的求解得到外參矩陣，即兩個(gè)相機(jī)之間的轉(zhuǎn)換矩陣。3.雙目視覺(jué)系統(tǒng)的匹配。實(shí)現(xiàn)對(duì)雙目圖像中目標(biāo)物體的匹配和跟蹤，需要結(jié)合特征點(diǎn)提取、立體匹配和三角測(cè)量等技術(shù)實(shí)現(xiàn)。4.可視化結(jié)果的實(shí)現(xiàn)。將三維點(diǎn)云等結(jié)果可視化，更加直觀地展現(xiàn)目標(biāo)物體的特征和空間位置。三、研究意義本研究項(xiàng)目的意義在于：1.通過(guò)雙目視覺(jué)系統(tǒng)的建立，實(shí)現(xiàn)更加準(zhǔn)確的三維測(cè)量、物體跟蹤等功能，為工業(yè)自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、機(jī)器人等領(lǐng)域提供技術(shù)支持。2.通過(guò)對(duì)雙目視覺(jué)系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn)，掌握和提高圖像處理和計(jì)算機(jī)視覺(jué)方面的技術(shù)水平，為未來(lái)研究和開(kāi)發(fā)工作打下基礎(chǔ)。四、研究方法本研究項(xiàng)目采取實(shí)驗(yàn)和理論相結(jié)合的方法，具體包括：1.軟件仿真。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬和仿真的方式實(shí)現(xiàn)標(biāo)定和匹配算法的分析和測(cè)試，找出算法問(wèn)題并進(jìn)行改進(jìn)。2.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過(guò)構(gòu)建雙目視覺(jué)系統(tǒng)，對(duì)標(biāo)定和匹配算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，分析結(jié)果并進(jìn)行改進(jìn)。3.理論分析。基于上述實(shí)驗(yàn)和仿真結(jié)果，對(duì)所采用的算法進(jìn)行理論分析，找出算法的優(yōu)劣之處，尋找改進(jìn)的途徑。五、預(yù)期結(jié)果本研究項(xiàng)目的預(yù)期結(jié)果包括：1.建立雙目視覺(jué)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的三維測(cè)量和跟蹤等功能。2.對(duì)雙目視覺(jué)系統(tǒng)的標(biāo)定和匹配算法進(jìn)行研究和實(shí)現(xiàn)，提高算法的準(zhǔn)確度和速度。3.向相關(guān)領(lǐng)域貢獻(xiàn)理論和技術(shù)方面的成果，并提供技術(shù)支持，為未來(lái)研究和開(kāi)發(fā)工作提供支持。六、研究時(shí)間安排本研究項(xiàng)目預(yù)計(jì)歷時(shí)6個(gè)月，具體時(shí)間安排如下：1.第1~2個(gè)月：調(diào)研相關(guān)文獻(xiàn)，設(shè)計(jì)雙目視覺(jué)系統(tǒng)硬件配置和軟件算法的實(shí)現(xiàn)流程。2.第3~4個(gè)月：構(gòu)建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，完成雙目視覺(jué)系統(tǒng)的硬件搭建和標(biāo)定算法的實(shí)現(xiàn)。3.第5~6個(gè)月：完成雙目匹配算法的實(shí)現(xiàn)和結(jié)果可視化，并對(duì)算法的性能進(jìn)行測(cè)試和分析。七、參考文獻(xiàn)[1]K.Li,K.Li.Areviewofrecentadvancesinstereovisionforrobotics[J].InternationalJournalofMachineLearningandCybernetics,2017,8(4):1229-1246.[2]張濤,徐松偉,陳梁,etal.基于視覺(jué)回路的雙目視覺(jué)立體匹配方法[J].光學(xué)學(xué)報(bào),2018,38(6):0622001.[3]Z.Zhang.Aflexiblenewtechniqueforcameracalibration[J].IEEETransactionsonPatternAnalysisandMachineIntelligence,2000,22(11):1330-1334.[4]E.Trucco,