基于立體視覺(jué)的測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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1、朵擊種成賽ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩±學(xué)位論文ｉＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥｒ、吻化－．Ｉ■＼Ｓ＾論文題目基于立體視覺(jué)的測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)觀(guān)瓦專(zhuān)業(yè)學(xué)位類(lèi)別工程碩±＇學(xué)號(hào)２０１３２２０１０５４４作者姓名劉中正畐Ｉ教授指導(dǎo)教師傅志中Ｊ獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的

2、研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加Ｗ標(biāo)注和致謝的地方夕ｈ論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得電子科技大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝意。看＞？２作者簽名：＾中史日期：年《月日論文使用授權(quán)本學(xué)位論文作者完全了解電子科技大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部口或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤(pán)，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)電子科技大學(xué)可ｙｘ將學(xué)

3、位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索、縮印或掃描，可采用影印、等復(fù)制手段保存匯編學(xué)位。論文（論此）保密的學(xué)位文在解密后應(yīng)遵守規(guī)定簽：簽：作者名扛導(dǎo)師名Ｈｆ＾：曰月曰期年各６分類(lèi)號(hào)密級(jí)注1UDC學(xué)位論文基于立體視覺(jué)的測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（題名和副題名）劉中正（作者姓名）指導(dǎo)教師傅志中副教授電子科技大學(xué)成都（姓名、職稱(chēng)、單位名稱(chēng)）申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士專(zhuān)業(yè)學(xué)位類(lèi)別工程碩士工程領(lǐng)域名稱(chēng)電子與通信工程提交論文日期2016.03.17論文答辯日期2016.05.20學(xué)位授予單位和日期電子科技大學(xué)20

4、16年6月答辯委員會(huì)主席評(píng)閱人注1：注明《國(guó)際十進(jìn)分類(lèi)法UDC》的類(lèi)號(hào)。DESIGNANDIMPLEMENTATIONOFMEASUREMENTBASEDONSTEREOVISIONAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:LiuZhongzhengAdvisor:AssociateProfessorFuZhizhongSchool:SchoolofCom

5、munication&InformationEngineering摘要摘要近年來(lái)數(shù)字圖像處理技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步，機(jī)器視覺(jué)已經(jīng)在現(xiàn)實(shí)生活中的諸多領(lǐng)域扮演著重要的角色，受到了廣泛的關(guān)注與重視。在測(cè)量方面，利用仿生學(xué)的雙目系統(tǒng)可以充分發(fā)揮其作用。相互關(guān)聯(lián)的兩個(gè)相機(jī)拍攝同一個(gè)物體時(shí)，根據(jù)特征點(diǎn)提取和匹配，可以計(jì)算出這些點(diǎn)的深度信息。實(shí)現(xiàn)雙目立體視覺(jué)的平臺(tái)可以是攝像頭+PC機(jī)，或者采用專(zhuān)用集成電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于PC機(jī)有不利于攜帶的缺點(diǎn)，而專(zhuān)用集成電路也有諸如開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)、成本昂貴、不易于修改的弊端。隨著現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門(mén)陣列的快速發(fā)展，其

6、處理能力日益強(qiáng)大，隨著sopc的出現(xiàn)，使得FPGA實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法成為可能。因此在FPGA平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)雙目視覺(jué)算法，有著很大的研究意義。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：1．本文引入了計(jì)算機(jī)視覺(jué)中常用的四種坐標(biāo)系。分析了雙目視覺(jué)中的兩種模型：雙目相交模型和雙目平行模型。雙目平行模型測(cè)距原理較為簡(jiǎn)單，然而擺放要求過(guò)高，因此本文采用雙目相交模型。通過(guò)公式推導(dǎo)及幾何關(guān)系，確定雙目相交模型的測(cè)距公式。分析雙目系統(tǒng)中的各個(gè)參數(shù)對(duì)雙目系統(tǒng)精度的影響。2．本文分別討論了在沒(méi)有畸變和有畸變條件下的成像模型，給出了在考慮畸變情況下的雙目測(cè)距公式；概述了攝

7、影標(biāo)定法和自標(biāo)定法，詳細(xì)介紹了張氏標(biāo)定的原理；通過(guò)張氏標(biāo)定及matlab工具箱完成了單個(gè)相機(jī)的內(nèi)外參數(shù)的標(biāo)定，以及雙目相機(jī)的立體標(biāo)定，給出了標(biāo)定參數(shù)。3．本文設(shè)計(jì)了雙目視覺(jué)的硬件系統(tǒng)，給出了系統(tǒng)的框架圖。分析了相機(jī)的各種初始化方式，完成了對(duì)相機(jī)的初始化操作。因?yàn)殡p目視覺(jué)系統(tǒng)要求兩個(gè)相機(jī)采集的畫(huà)面需要同步，因此需要對(duì)相機(jī)進(jìn)行同步操作。本文通對(duì)通用接口的操作，完成了對(duì)相機(jī)的同步化。完成了用DDR3對(duì)視頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，用VERILOG編寫(xiě)了視頻的高斯濾波模塊。4．在NIOSII上實(shí)現(xiàn)了對(duì)圖像的特征點(diǎn)檢測(cè)和匹配。并與matlab檢

8、測(cè)與匹配的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，分析正確率。通過(guò)NIOSII計(jì)算出匹配到的特征點(diǎn)的深度，并與實(shí)際深度進(jìn)行對(duì)比，分析實(shí)驗(yàn)精度。關(guān)鍵詞：雙目視覺(jué)，雙目標(biāo)定，SIFT算法IABSTRACTABSTRACTAsdigitalimageprocessingtechnologydevelopveryfast,machinevisionp