視頻監(jiān)控中基于平差的目標(biāo)空間定位技術(shù)研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展，智能視頻監(jiān)控也在快速的發(fā)展，而且智能視頻監(jiān)控是計算機視覺中研究的熱點，主要包括圖像中目標(biāo)的檢測、定位和跟蹤，而目前多攝像機下目標(biāo)的空間定位技術(shù)也是目標(biāo)定位研究的一個熱點，目標(biāo)空間定位技術(shù)不僅可以獲得目標(biāo)在空間中所處的位置，而且還可以為三維目標(biāo)跟蹤提供依據(jù)。
　　本文主要研究目標(biāo)的空間定位，要獲得目標(biāo)的空間位置，首先要建立目標(biāo)三維點與圖像二維點的映射關(guān)系，而這種映射關(guān)系又與攝像機參數(shù)緊密相關(guān)，因此本文將從如何標(biāo)定攝像

2、機參數(shù)展開研究，在獲得攝像機參數(shù)后就可以實現(xiàn)目標(biāo)的空間定位。本文主要研究了消失點估計、利用消失點標(biāo)定攝像機和目標(biāo)的空間定位，并結(jié)合平差技術(shù)提出了一些改進(jìn)。本文的主要工作和創(chuàng)新點如下：
　?。?）在估計消失點上，本文在使用 J-linkage方法對圖像中屬于同一消失點的線段聚類的基礎(chǔ)上，使用LMedS魯棒性方法對檢測的每一組線段剔除奇異線段，然后本文提出使用平差的方法對剔除奇異線段的有效線段組求消失點，作為最大似然估計的初值，最終使

3、用優(yōu)化方法估計最優(yōu)消失點。實驗結(jié)果表明本文提出的消失點估計方法具有較好的準(zhǔn)確性。為理解拍照角度對估計消失點精度的影響，本文利用平差中誤差橢圓的方法研究不同拍攝角度下估計消失點的誤差分布。
　?。?）在攝像機標(biāo)定上，從四幅圖像中估計出四對正交消失點標(biāo)定出攝像機的內(nèi)參初值，因為這樣標(biāo)定的攝像機內(nèi)參初值并不穩(wěn)定，而且誤差較大，所以本文在獲得攝像機內(nèi)參初值的基礎(chǔ)上，提出了一種改進(jìn)的基于消失點的攝像機自標(biāo)定方法，通過適當(dāng)?shù)脑黾?-3幅圖像，

4、使用平差的方法改正估計的攝像機內(nèi)參初值的誤差，進(jìn)而提升攝像機內(nèi)參的精度。在得到攝像機內(nèi)參后，結(jié)合每幅圖像中的正交消失點和兩個三維點坐標(biāo)計算攝像機的外參?？紤]到攝像機標(biāo)定不準(zhǔn)確時，引入了一種基于空間三維點優(yōu)化攝像機參數(shù)的方法。實驗結(jié)果表明本文提出的改進(jìn)的基于消失點的攝像機自標(biāo)定方法和基于空間三維點優(yōu)化攝像機參數(shù)的方法是有效的。
　?。?）在目標(biāo)空間定位上，完成攝像機參數(shù)標(biāo)定后，建立目標(biāo)圖像點和空間三維點的映射關(guān)系，求出目標(biāo)的空間坐標(biāo)

5、，考慮到在實際環(huán)境中存在噪聲和測量誤差，結(jié)合平差和SRUKF理論，本文提出了一種基于平差和改進(jìn) SRUKF的目標(biāo)空間定位算法，分別研究了單攝像機和兩攝像機下，通過增加攝像機觀測數(shù)，獲得多余觀測，使用平差和濾波的方法估計目標(biāo)的空間位置。利用目標(biāo)空間定位的狀態(tài)方程為線性方程的特點簡化計算，在狀態(tài)變量均方根協(xié)方差矩陣計算中，用SVD分解替代了Choleskey分解，提高了算法的可靠性；實驗結(jié)果表明， 基于平差和改進(jìn)SRUKF的目標(biāo)空