视障者视觉辅助技术中刚性物体全方位姿态估计方法

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1、＾ＢｔＰ３９１．７１００５８＂Ｔｆｘ＾巧ｊｊｊＫ：結孩心ｆｉｆＪＭ胃Ｉｐ｜＾圖ＨＳＳ―眺ｔ论文题目＾：禱者视獅馳术中刚性．物体全方位姿态估计方法胃学科专业：信息与逝信工程卿高彪：作者姓名：■－－＂；■１指导教师汪剑鸣：，；＇．‘心－．２０巧年１２月．完成日期＝１巧＂－－ａＵｉｌ＾Ｆ，独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研充成果，除了文中特别加Ｗ标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津工业大学或其他教育机构的学位或证

2、一同工作的同志对本研究所做的任何贡献巧已在论文书而使用过的材料．与我中作了明确的说明并表示了谢意．学位论文作者签名：＾签字日期：ｊ月《日＾学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津工业大学有关保留、使用学位论文的规定．特授权天津工业大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编Ｗ供査阅和借阅．同意学校，向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘．（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：爲够导师签名：：签字日期：Ｍ俾月Ｊ日签字日期年月日ｊ学位论文的主要创新点

3、本论文主要研究了用于视障者视觉辅助的刚性物体全方位姿态。角度估计方法主要创新有下几点：一一、为了满足视障者辅助技术对物体姿态估计的需求，提出了种基于流形降维的刚性物体全方位姿态估计方法。二一、为了降低算法的计算复杂度，通过限定图像采集的次序提出了种改进的等距映射流形学习算法。Ｈ一、为了合理确定降维后的数据维数，提出了种基于数据本征维数计算的流形维数估计算法。摘要我国是视障人曰大国，研究视障者视觉辅助技术具有重要意义。视觉辅助技一术中的重要环节之是获取空间物体全方位姿态信息。然而，现有的姿态估计方法用于解决物体全方位姿态估计存在测量方法失效、

4、测量精度偏低、鲁棒性差等问题。因此本文提出利用物体有序图像序列对应的流形结构实现物体全方位姿态角度估计。本文主要有Ｗ下四个方面的贡献：１．提出了基于流形结构的刚性物体全方位姿态估计方法。首先，等旋转角度均匀采集Ｈ维物体姿态图像，利用流形学习算法对采集到的旋转图像降维其次，将姿态图像和其对应的流形坐标作为先验信息，训练得；到姿态图像与流形坐标之间的回归关系模型，利用回归关系模型预测新图；最后像的流形坐标并进行估计其对应的姿态角度。一２．提出了种改进的Ｉｓｏｍａｐ流形学习降维算法。一Ｉｓ本文根据顺序采集图像这特点，优化了ｏｍａｐ算法过程中最短测地

5、线矩一阵构造部分，并提出了种改进的Ｉｓｏｍａｐ流形学习降维算法。在保证降维性能相同的情况下，改进的Ｉｓｏｍａｐ算法速度是Ｉｓｏｍａｐ流形学习算法速度的两倍Ｗ上。３．设计了流形维数估计算法。一流形维数估计是流形学习过程中的重要问题之，本文设计了基于主成分分析的流形维数估计方法，该方法能够指导图像数据对应的低维流形结构维数的选择。４．设计了图像数据与流形坐标之间回归映射关系模型。一由于没有个显式表达式可表示图像与其流形坐标之间的关系，本文设计一个图像数据与流形坐标之间回归映射关系模型了。－论文最后通过３Ｄ模型数据库生成的图像Ｗ及实验室实拍图像分别

6、对本文提出的方法进行了验证，实验结果表明在训练图像数相同时，本文提出的方法比基于学习的姿态估计方法具有更高的估计精度。关键词：流形学习；全方位姿态估计；高精度；支持向量回归ＡｂｓｔｒａｃｔＣｈｉｔｉｎａｈａｓａｌａｒｅｖｉｓｕａｌｌｉｍａｉｒｅｄｏｕｌａｔｏｎｗｈｉｃｈｍａｋｅｓｈｅｒｅｓｅａｒｃｈ０打ｇｙｐｐｐ，ｖｉｓｉｏｎａｉｄｆｏｒｔｈｅｖｉｓｕａｌｌｙｉｍｐａｉｒｅｄｖｅｒｙｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｔｈｅｃｏｕｎｔｒｙ．Ｇｅｔｔｉｎｇｔｈｅ－ｄａＵｉｍｅ打ｓｉｏ打ａｌｐｏｓｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆ

7、ｔｈｅｏｂｅｃｔｓｉｓｏｎｅｏｆｋｅｓｌ：ｅｓｆｏｒｖｉｓｉｏｎａｉｄ．ｊｙｐＨｏｗｅｖｅｒｒｏｂｔｍｅ化ｏｄｓｅｓｔｔ－也ｅｒｅａｒｅｓｏｍｅｌｅｍｓｆｏｒ化ｅｅｘｉｓｉ打ｉｍａｅ化ｅａｌｌｒｏｕｎｄ，ｐｇｏｓｔｕｒｅｏｆｔｈｅｏｂｅｃｔｓ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅｗｅｒｅｓｅ打ｔａｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏ打ｍａ打ｉｆｏｌｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｏｒｐｊ，ｐｔ－ｔｔｍｅａｓｕｒｉｎｈｅ