發(fā)布時間：2020-06-18 18:19

【摘要】：隨著智能時代的到來,視覺測量作為人工智能領(lǐng)域的一個分支逐漸成為熱門的研究方向。視覺測量具有非接觸被動測量的優(yōu)點被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)零部件測量、移動機器人、無人機等領(lǐng)域。本文以移動式單攝像機旋翼無人機視覺測量為研究背景,利用單個攝像機在不同觀測點位置、不同角度采集的兩幀圖像,根據(jù)視差原理完成雙目立體視覺測量工作,并建立數(shù)學(xué)模型,得到當前觀測點位置處實時幀下空間目標物區(qū)域某特征點相對于攝像機坐標系、世界坐標系下的三維數(shù)據(jù)信息。首先,本文詳細說明了攝像機的理想透視投影模型及非線性成像模型,并基于透視投影模型推導(dǎo)出世界坐標系下的空間某點與其在圖像坐標系中的投影點的轉(zhuǎn)換關(guān)系;采用“張氏標定法”對單攝像機進行標定,并利用標定的數(shù)據(jù)消除圖像畸變;對于圖像中常見的椒鹽、高斯噪聲,采用自適應(yīng)中值濾波與高斯濾波進行降噪處理。然后,利用HSV顏色模型對目標物區(qū)域的圖像分割、形態(tài)學(xué)的開運算與“填洞處理”完成最終直觀的目標物區(qū)域;針對選取目標物區(qū)域特點,選擇基于Harris特征點的匹配。匹配前,為了使關(guān)鍵點分布均勻且減少關(guān)鍵點數(shù)目減少運算時間,使用ANMS算法進行部分關(guān)鍵點的篩選,得到的特征點基于最近鄰及Lowe距離比率法完成粗匹配,隨后采用基于單應(yīng)性矩陣H的RANSAC算法剔除誤匹配;由于采集的任意兩幀圖像外部參數(shù)未知,故采用弱標定圖像對的校正方法,該方法具有很好的適應(yīng)性。最后,利用三角法推導(dǎo)了雙目測距模型,說明了單攝像機通過在不同位置、不同角度構(gòu)建雙目立體視覺測量系統(tǒng);定義移動式單攝像機旋翼無人機視覺測量中的相關(guān)坐標系,并推導(dǎo)了空間某點在攝像機坐標系與慣性坐標系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系;根據(jù)旋翼無人機GPS系統(tǒng)推導(dǎo)基線距B的模型公式;為了便于描述,設(shè)定了機身坐標系與攝像機坐標系的姿態(tài)變化策略;為了得到當前觀測點位置處實時幀下目標物區(qū)域某特征點在攝像機坐標系、慣性坐標系下的三維數(shù)據(jù)信息,建立了相關(guān)的數(shù)學(xué)模型,并利用實驗室環(huán)境搭建實驗平臺驗證了模型的合理性。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V243
【圖文】：

軍事戰(zhàn)爭應(yīng)用

影視航拍應(yīng)用

【參考文獻】

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1 龍華;涂亞慶;;一種新的形態(tài)中值小波圖像去噪方法[J];后勤工程學(xué)院學(xué)報;2011年02期

2 張鳳靜;周建江;夏偉杰;;基于雙目立體視覺的汽車安全車距測量方法[J];智能系統(tǒng)學(xué)報;2011年01期

3 劉瓊;秦現(xiàn)生;應(yīng)申舜;賀峰;;雙目視覺測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計及精度分析[J];中國機械工程;2008年22期

4 陳佳;楊進華;張金泉;雷美榮;;基于單個攝像機的雙目立體視覺測距技術(shù)研究[J];長春理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年01期

5 曾吉勇,蘇顯渝;一種無相機標定的立體圖像對校正新方法[J];光學(xué)學(xué)報;2004年05期

6 邱茂林,馬頌德,李毅;計算機視覺中攝像機定標綜述[J];自動化學(xué)報;2000年01期

7 左愛秋,吳江寧,李世倫,駱涵秀;雙目體視檢測多自由度機械裝置位姿的工作原理和技術(shù)特點[J];測控技術(shù);1999年04期

8 寧小春，羅明，余英林;基于圖像形態(tài)學(xué)的漢字細化算法[J];華南理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1994年03期

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1 房東飛;基于視覺的無人機地面目標精確定位算法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

2 鄧兆森;四旋翼無人機視覺導(dǎo)航與軌跡跟蹤[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

3 安果維;旋翼無人機雙目視覺的顯著性檢測方法研究[D];湖南大學(xué);2018年

4 武曉楚;四旋翼無人機飛行控制系統(tǒng)研究[D];大連理工大學(xué);2018年

5 張譯之;基于雙目視覺里程計的室內(nèi)移動機器人航跡推算[D];長安大學(xué);2018年

6 常宏;基于雙目視覺的工程越野機器人避障策略研究[D];長安大學(xué);2018年

7 姜騰;基于視覺的多旋翼無人機位置和姿態(tài)測量方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

本文編號：2719649