一种双目立体视觉运动目标跟踪定位方法.doc

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1、一种双目立体视觉运动目标跟踪定位方法徐敏1,周中伟2(1.厦门理工学院电气工程与自动化学院，厦门361024；2.江西理工大学电气工程与自动化学院，赣州341000)摘要：提出了一种基于双目立体视觉的运动目标实时跟踪定位的实现方法，该方法有效把立体匹配算法与目标跟踪算法融合，在实现对目标物实时跟踪的同时采用双目立体视觉技术计算出目标物的三维坐标以实现精确定位。实验结果表明，所提出的方法能对目标物实现实时的跟踪的同时，能准确的测量出目标物的空间位置信息，其定位的准确性和实时性使其可以满足应用到随动系统的需求。关键词：

2、摄像机标定；立体匹配；目标跟踪；目标定位中图分类号：TP39文献标识码：AMovingobjecttrackingandpositioningmethodbasedonbinocularstereovisionXUMin1,ZHOUZhong-wei2(1.SchoolofElectricalEngineeringandAutomation,XiamenUniversityofTechnology,Xiamen,361024,china2.InstituteofElectricalEngineeringandAut

3、omation,JiangxiUniversityofScienceandTechnology,Ganzhou,341000,china)Abstract.Thispaperpresentsarealtimemethodforobjecttrackingandpositioningbasedonbinocularstereovision.Thismethodeffectivelycombinedobjecttrackingwithstereovisionalgorithm,andcalculatedthethree

4、-dimensionalcoordinatesoftheobjectbyusingstereovisiontechnologywhiletheobjectisbeingtracked.Experimentalresultshaveshownthattheproposedmethodcannotonlyrealizerealtimemovingobjecttracking,butalsoaccuratelycalculatespatiallocationinformationoftheobjectatthesamet

5、ime.Themethodhasrealtimeandaccurateresponseforobjectpositioning,andcanbeappliedtoservofollow-upsystem.Keywords:cameracalibration;stereomatching;objecttracking;objectpositioning0引言双目立体视觉定位[1]和运动目标跟踪[2]都是计算机视觉领域的关键技术，针对不同的应用和研究，现已有较多的学者提出了立体视觉跟踪定位方法，例如，A.Tsalats

6、anis[3]用立体视觉和激光传感器实现了移动机器人对运动目标的动态跟踪定位和避障，在使用激光避障的同时采用两个摄像机跟踪算法协同跟踪目标物，并采用立体几何计算目标物的距离。祝琨,杨唐文[4]等通过背景建模联合Camshift算法实现目标的检测跟踪，定位过程则利用摄像机投影关系并采用最小二乘法反解目标物空间坐标。S.Bahadori[5]等在室内环境下通过平面视图分析修正在遮挡情况下分割出前景，跟踪时则利用两个线性颜色直方图模型且整合平面视图和表面颜色信息，并通过标定结果和视差图获取了3-D坐标。由于立体视觉尤其是

7、立体匹配仍存在病态问题，在跟踪目标的同时要实现实时准确的定位仍需要进一步研究，而且对于匹配算法与跟踪融合时的实现精度，及其对整个过程的影响还存在较大挑战性。本方法通过实现立体匹配算法与目标跟踪融合，在完成目标跟踪的同时采用立体视觉算法实时计算出目标物视差，并结合摄像机标定结果及三维坐标计算原理得出目标物的三维坐标位置。实验证明，该过程充分发挥了立体视觉算法快速准确的特点，对目标物实现实时跟踪的同时，并能准确的测量出目标物的三维坐标，其定位的准确性和实时性可以满足应用到随动系统的需求。1运动目标跟踪针对其算法本身的不

8、足和本实验实际情况，如机械手突然上升或者下降过程以及本身的反光性，为了保证长时间稳定跟踪，采取了一种较为稳健的改进算法。首先在初始帧中确定跟踪目标和初始窗口，建立基于背景加权H分量的颜色直方图消除背景最小化背景干扰，在采用HSV空间建立颜色直方图时，当S和V分量过小或者太大时通过设置阀值过滤掉这些像素点，去除部分光照饱和度的影响，并对运动目标预测机制初始化。