基于双目视觉的测距方法研究与应用

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1、分类号：密级：论文编号：学号：51310360108重庆理工大学硕士学位论文基于双目视觉的测距方法研究与应用研究生:王代东指导教师：严中红教授学位类型：专业学位学科专业：生物医学工程研究方向：生物医学图像与信号处理培养单位：药学与生物工程学院论文完成时间：2016年3月28日论文答辩日期：2016年5月31日学位论文原创性声明及使用授权声明重庆理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明；所坚交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研巧所取得的成果。除文中特别加，ｌｉｌ标注引巧的内容外本论文不

2、包含化何其他个人或集体己经发表或撰写的成果、作品。对本文的研究胁出重嬰巧献的集体和个人，均己在文中ｔＡ明确方式巧明。本人承担本声明抑法律后果。作者签名；；曰期华告月含＾学位论文使用巧权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文化规定，间恵学校保留巧向国家有关部ｎ或机构送杏论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授巧重庆理工大学可ｌｉｔ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可从采用影巧、缩印或扫描等复剌手段保巧巧汇编本学位论文。＂’本学位论

3、文属于（淸在抖下相应方框内打小）：１．保密□，在年解密后适用本授权书。＿＿２．不保密口。作者签名：ｉ為禾日期：年忘ｈＶ日导师签名曰期；《年＾月ミ曰／CategoryNumber：LevelofSecrecy：SerialNumber：StudentNumber：51310360108Master'sDissertationofChongqingUniversityofTechnologyResearchandApplicationoftheMethodtodistancemeasure

4、mentbasedonBinocularVisionPostgraduate:WangDaidongSupervisor:Prof.YanZhonghongDegreeCategory：ProfessionalDegreeSpecialty:Bio-medicalEngineeringResearchDirection:ComputerMedicalImageandSignalProcessingTrainingUnit:SchoolofPharmacy&BioengineeringThesisDeadl

5、ine:March28,2016OralDefenseDate:May31,2016摘要基于双目视觉的测距方法研究与应用摘要随着工业4.0的到来，人工智能领域内双目视觉再次成为近年来人们研究的一个热门问题。其原理和人类双眼获取外界信息相似，用两个相机来模拟人的双眼，同时获取两幅同一场景但位置、角度不同的数字图像，由两幅数字图像获取场景中的二维信息，经过计算得到此场景的三维信息。作为机器视觉的一个重要分支，双目视觉在机器人自主导航、三维扫描、机械手定位抓取、基于视觉的各种控制等众多领域有着广阔的前景和非常巨

6、大的应用价值，例如：在手术机器人系统应用中可以帮助手术器械的定位跟踪、偏差预警和动作纠正；在盲人外出行走中可以帮助盲人判断前方障碍物；在汽车行驶中可以帮助判断前车的距离并做出当前距离是否安全的判断。本文系统的研究了传统双目视觉系统的结构，并从图像采集、摄像机标定、目标检测定位、双目图像匹配、目标距离测量等五个方面进行研究：（1）双目视觉的图像采集：本文采用了两个型号、规格完全一样的普通摄像机，输出图像大小完全一样，并将两个相机的位置固定不变。在VS2010开发环境中采用基于DirectShow+OpenC

7、V模式下实现了图像的采集、截取功能。（2）双目视觉的摄像机标定：在原理上详细的描述了双目视觉中的几何模型、三个坐标系之间的相对位置关系、推导视场范围内任意一点的空间位置。介绍了Matlab标定工具箱、OpenCV标定API函数，并对标定过程进行详细的描述以及代码实现，把得到最后的结果进行比较分析。（3）双目视觉的目标检测定位与跟踪：目标检测定位与跟踪可分为主动目标检测跟踪和被动目标检测跟踪。主动目标跟踪本文采用了激光笔照射的亮点（相当于工业三维扫描中的人为Mark点定位引导）作为跟踪定位目标。运动目标检测

8、研究了传统的时间差分法、背景差分法、混合高斯建模法，通过实验结果的对比确定了混合高斯建模法为运动目标检测的方法。在运动跟踪中运用CamShift算法实现单目标物体和多目标物体的目标跟踪并使用C++编程实现。（4）双目视觉的图像匹配：这部分是本文研究中最难的一个部分，也是最核心的一个部分。首先介绍了基于图像局部特征匹配方法，分析了SIFT（Scale-invariantfeaturetransform）经典算法，SIFT具有很多