18毕业论文_基于双目视觉系统的三维交互文档

经过年的发展，立体视觉领域出现了大批优秀的研究成果，在实际应用中也不乏成功的例子，如对航空图像和卫星图像的分析工业机器人的视觉系统地图绘制医学辅助诊断以及智能人机接口等。

在当前阶段，立体视觉正在向完整化智能化动态立体视觉方向发展。

与人类自身的视觉系统相比，立体视觉系统还处于十分不成熟的阶段，面临着系列技术难点。

如当前的图像匹配技术还不够完善，在图像失真和噪声较为严重以及各物体之间存在大量相互遮挡的情况下，匹配图像是十分困难的，目前并没有个通用的稳定的匹配方法。

运动目标跟踪也是计算机视觉领域的项重要课题，融合了图像处理人工智能模式识别等多个领域。

目标跟踪技术在军事工业民用领的图像处理以及的空间绘制项技术不仅赋予计算机感知三维空间的能力，还让计算机能够对其进行识别存储并通过图像来创建三维模型，从而可以认知客观世界，与人工智能有着紧密联系。

因此计算机视觉直是计算机科学领域内热门研究课题，并且发的辉煌，中国科学技术大学本科生毕业论文第章绪论研究背景计算机视觉是用计算机代替人类的视觉与大脑，对客观世界进行感知和分析处理的技术，它的目标是让计算机具有分析二维图像来认知三维空间信息的能力。

这的帮助。

最后在我写这篇论文时，我也从周老师和董智超同学那里学习了很多论文写作相关的知识。

感谢我们的父母班里的同学室友在这学期给我提供的帮助与鼓励。

祝中国科技大学蒸蒸日上，培养更多优秀人才，创造新钟亚焘同学。

在我进行最初的双目视觉系统搭建工作时，周老师和付钟奇同学给予了我不少有用的建议在我编写目标跟踪算法调程序时，董智超同学和李航同学的帮助与陪伴，还有钟亚焘同学在学习方面提供名科研人员应该具有怎样的素质和态度。

在我做这个课题时，刘老师每两周会与我交流次进度，提出问题与建议，在与刘老师的交流中我有很多收获与启迪。

感谢同实验室的周世哲老师董智超同学付钟奇同学李航同学我的每个人表达由衷的感激。

首先要感谢我的指导老师刘利刚老师。

在我大三时，幽默又善于启发激励学生的刘老师带我走进计算机图形学的领域，他向我们展示了计算机图形学领域的丰富多彩，更用他的严谨和执着告诉我中国科学技术大学本科生毕业论文致谢从今年月份开始做这个课题到现在已经个多月了，在我的论文即将完成之际，我感慨良多，在这里我要向帮助过中国科学技术大学本科生毕业论文致谢从今年月份开始做这个课题到现在已经个多月了，在我的论文即将完成之际，我感慨良多，在这里我要向帮助过我的每个人表达由衷的感激。

首先要感谢我的指导老师刘利刚老师。

在我大三时，幽默又善于启发激励学生的刘老师带我走进计算机图形学的领域，他向我们展示了计算机图形学领域的丰富多彩，更用他的严谨和执着告诉我名科研人员应该具有怎样的素质和态度。

在我做这个课题时，刘老师每两周会与我交流次进度，提出问题与建议，在与刘老师的交流中我有很多收获与启迪。

感谢同实验室的周世哲老师董智超同学付钟奇同学李航同学钟亚焘同学。

在我进行最初的双目视觉系统搭建工作时，周老师和付钟奇同学给予了我不少有用的建议在我编写目标跟踪算法调程序时，董智超同学和李航同学的帮助与陪伴，还有钟亚焘同学在学习方面提供的帮助。

最后在我写这篇论文时，我也从周老师和董智超同学那里学习了很多论文写作相关的知识。

感谢我们的父母班里的同学室友在这学期给我提供的帮助与鼓励。

祝中国科技大学蒸蒸日上，培养更多优秀人才，创造新的辉煌，中国科学技术大学本科生毕业论文第章绪论研究背景计算机视觉是用计算机代替人类的视觉与大脑，对客观世界进行感知和分析处理的技术，它的目标是让计算机具有分析二维图像来认知三维空间信息的能力。

这项技术不仅赋予计算机感知三维空间的能力，还让计算机能够对其进行识别存储并通过图像来创建三维模型，从而可以认知客观世界，与人工智能有着紧密联系。

因此计算机视觉直是计算机科学领域内热门研究课题，并且发展十分迅速。

双目立体视觉是计算机视觉的个重要研究领域，其基本思想是让计算机直接模拟了人眼处理空间景物的方式，通过左右两个视图的存在的视差，灵活方便的获得物体的三维信息。

它具有高效精度合适成本低易实现等优点，在工业界具有广泛的应用，如智能导航可视化雷达三维测量以及虚拟现实。

实际年代中期，美国麻省理工学院的将之前的二维图像分析推广到了三维，完成了三维景物分析工作，标志着立体视觉的诞生。

年代末，创立了视觉计算理论并应用在了双目匹配上，使两张有视差的二维平面图产生了有深度的立体图形，为双目立体视觉领域的发展奠定了理论基础。

经过年的发展，立体视觉领域出现了大批优秀的研究成果，在实际应用中也不乏成功的例子，如对航空图像和卫星图像的分析工业机器人的视觉系统地图绘制医学辅助诊断以及智能人机接口等。

在当前阶段，立体视觉正在向完整化智能化动态立体视觉方向发展。

与人类自身的视觉系统相比，立体视觉系统还处于十分不成熟的阶段，面临着系列技术难点。

如当前的图像匹配技术还不够完善，在图像失真和噪声较为严重以及各物体之间存在大量相互遮挡的情况下，匹配图像是十分困难的，目前并没有个通用的稳定的匹配方法。

运动目标跟踪也是计算机视觉领域的项重要课题，融合了图像处理人工智能模式识别等多个领域。

目标跟踪技术在军事工业民用领的图像处理以及的空间绘制函数，我们搭建了个双目视觉系统，实现了对运动目标空间位置的实时跟踪，并编写了个让用户通过三维交互进行的小游戏。

本文各章主要研究内容如下双目视觉系统搭建与摄像头标定。

介绍了搭建简易的双目视觉系统的方法摄像头标定的原理方法以及实现步骤，通过利用张黑白棋盘标定板以及标定工具箱，完成了我们的双摄像头的标定。

运动目标跟踪。

首先介绍并分析了几种常见的目标跟踪算法的基本思想，然后详细介绍了跟踪算法的原理及实现方法，针对实验中出现的些问题，我们对跟踪算法做出了几点改进。

三维空间定位与交互。

利用双目视觉测距原理，我们编写了个能够实时计算出目标空间位置的小程序，结合我们的运动目标跟踪算法，我们制作了个能够让用户通过控制运动小物体进行三维交互，并制作了个简单的小游戏。

未来工作双目视觉研究领域和运动目标跟踪研究领域已经比较成熟，有大量的算法和技术，本文通过把双目视觉系统和目标跟踪结合起来，成功搭建了个双目视觉系统并能够让用户进行三维交互。

但我们的程序和算法还存在很多改进的地方，由于个人时间和精力的问题，并没有对课题进行更深步的完善。

针对未来的进步研究工作，主要有下几点考虑在设备的使用上，本课题选用的是两个分辨率较低图像质量较差的小摄像头，因此对左右视图中的目标跟踪性能方面有不小的影响。

未来可以换用更加强大稳定的摄像头。

同时可以制作个固定双摄像头的底座，防止两摄像头相对位置发生变化，最好能够调节两摄像头光心的距离，用于调整两摄像头的公共视锥范围。

在运动目标跟踪算法上，还有很大的改进空间，我们的算法尽管做出了些改进，但并未解决算法最大的缺点不稳定，易受背景相似颜色影响。

针对这个问题，我们有两个改进思路，其是针对背景不动的情况下，首先对图像进行背景建模，如果能够正确的对图像进行分割，提取出前景和背景，这样便可以解决算法易受背景影响的问题。

其二是特征的选取，我们这里选择了种最为常用的特征颜色信息。

事实上，中国科学技术大学本科生毕业论文特征作为个抽象的概念，它包含了如颜色形状边缘纹理光流等很多种，因此我们可以考虑融合更多的特征作为待跟踪目标的特征，帮助我们更准确的识别目标。

在程序集成与用户方面，我们也有不少可以改进的地方。

目前我们使用的摄像头标定软件是标定工具箱，并没有与我们的整个软件集成在起，这样对使用来说非常不方便。

而从用户方面，可以考虑在其简洁高效方面做些改进。

在获取目标空间位置信息的同时，我们可以进步获取目标的更多信息，如速度角度等等，这样便于我们融合更多功能和更广泛的应用。

参考文献金伟伟，基于双目视觉的运动小目标三维测量的研究与实现，浙江大学硕士论文，年月陈立鹏，徐国艳，马明明，双目立体视觉摄像机标定方法研究，北京航空航天大学交通科学与工程学院，年月师庆敏，基于算法的目标跟踪问题研究，安徽大学硕士论文，徐萧萧，杨浩，陈宗海，种基于改进的目标跟踪算法，系统仿真技术及其应用第卷赵文倩，匡逊君，李明富，基于改进的运动目标跟踪算法的研究，信息技术年第期的博客，目标跟踪学习笔记中和例子的应用，邵文坤，黄爱民，韦庆，目标跟踪方法综述，影像技术年第期第页徐萧萧，杨浩，陈宗海，种基于改进的目标跟踪算法，系统仿真技术及其应用第卷张娟，毛晓波，陈铁军，运动目标跟踪算法研究综述，计算机应用研究，第卷第期，年月吕海斌，双目立体视觉中的三维重建，西安邮电大学毕业论文，年月陈军，基于双目立体视觉的虚拟手势交互技术的研究与实现，北京邮电大学硕士学位论文，吴晓阳，基于的运动目标检测与跟踪，浙江大学硕士学位论文，何挺，机器人双目视觉目标跟踪研究，机械设计与制造出版社，崔岩，基于双目立体视觉的距离测量，长春理工大学硕士学位论文，中国科学技术大学本科生毕业论文中国科学技术大学本科毕业论文题目基于双目视觉系统的三维交互英文题目院系姓名导师日期数学科学学院高瑞良学号刘利刚教授二〇五年五月中国科学技术大学本科生毕业论文目录摘要致谢第章绪论课题背景本文内容与结构第章双目视觉系统的搭建双摄像头设备搭建摄像头标定摄像头标定方法与原理标定步骤与结果