雙目視覺(jué)在室內(nèi)助盲中的應(yīng)用.pdf

1、盲人是我們社會(huì)生活當(dāng)中的一個(gè)弱勢(shì)群體,如何提高盲人的生活質(zhì)量,讓他們可以更為獨(dú)立、自主的進(jìn)行日常生活和工作,已經(jīng)成為一個(gè)迫切需要解決的社會(huì)問(wèn)題。本文從室內(nèi)助盲實(shí)際需求出發(fā),基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)對(duì)室內(nèi)助盲系統(tǒng)進(jìn)行了深入細(xì)致研究,重點(diǎn)對(duì)攝像機(jī)標(biāo)定、室內(nèi)目標(biāo)定位以及目標(biāo)識(shí)別進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　雙目立體視覺(jué)是計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)中的一個(gè)重要研究方向,它是基于類似于人眼的視差視覺(jué)原理。雙目立體視覺(jué)技術(shù)一般由雙目數(shù)字像機(jī)從不同角度同時(shí)獲取

2、目標(biāo)物體兩幅圖像,并利用雙目視差三角測(cè)量原理獲取物體的三維空間信息,可以很容易地確定攝像機(jī)與目標(biāo)物體之間的距離,實(shí)現(xiàn)目標(biāo)定位。本文基于雙目立體視覺(jué)技術(shù),針對(duì)室內(nèi)助盲中目標(biāo)定位與識(shí)別這兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題展開(kāi)了研究,并取得初步的研究成果。
　　首先,實(shí)現(xiàn)了雙目攝像機(jī)標(biāo)定以及室內(nèi)目標(biāo)定位。在雙目立體視覺(jué)技術(shù)應(yīng)用中,為了利用攝像機(jī)所拍到的二維圖像來(lái)恢復(fù)空間中物體的三維信息,需要對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定,通過(guò)標(biāo)定可以建立計(jì)算機(jī)圖像到空間世界的坐標(biāo)映射關(guān)系

3、。本文分析了標(biāo)定過(guò)程中世界坐標(biāo)系、攝像機(jī)坐標(biāo)系、圖像坐標(biāo)系以及像素坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,以針孔模型為攝像機(jī)模型,并考慮了光學(xué)鏡頭成像所產(chǎn)生的徑向畸變和切向畸變,給定了數(shù)學(xué)校正模型,然后基于張氏平面標(biāo)定法,結(jié)合OpenCV庫(kù)實(shí)現(xiàn)了雙目攝像機(jī)標(biāo)定。在此基礎(chǔ)之上,進(jìn)行了圖像畸變矯正,并基于極線幾何原理對(duì)立體圖像對(duì)進(jìn)行了校正操作,然后利用絕對(duì)誤差累積和極線約束方法,實(shí)現(xiàn)了圖像立體匹配,再根據(jù)匹配得出的視差圖像完成了目標(biāo)定位。
　　其次,提

4、出了基于QR碼標(biāo)簽識(shí)別的室內(nèi)目標(biāo)識(shí)別方法。助盲系統(tǒng)除了要能夠?qū)δ繕?biāo)物體進(jìn)行定位之外,還需要具備目標(biāo)識(shí)別功能。在室內(nèi)環(huán)境中,目標(biāo)物體種類繁多,形態(tài)各異,放置雜亂,傳統(tǒng)的目標(biāo)識(shí)別方法很難有效對(duì)所有目標(biāo)物體進(jìn)行識(shí)別,而且識(shí)別結(jié)果基本無(wú)法滿足室內(nèi)助盲的需要,本文提出基于QR碼標(biāo)簽識(shí)別的室內(nèi)目標(biāo)識(shí)別方法,并設(shè)計(jì)了紅色圓形圖案作為標(biāo)簽的外圍標(biāo)識(shí),紅色可以與黑白色QR碼符號(hào)很好的從顏色特征上區(qū)分開(kāi)來(lái),而且顏色特征對(duì)于圖像的尺寸、方向、視角的依賴性很小