| 题名 | 计算机立体视觉在秧苗移栽中的应用研究 |
| 作者 | 吴欣 |
| 答辩日期 | 2006-01-18 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院长春光学精密机械与物理所 |
| 授予地点 | 长春光学精密机械与物理所 |
| 导师 | 吴志勇 |
| 关键词 | 摄像机标定 三维重建 虚拟仪器 |
| 学位专业 | 光学工程 |
| 英文摘要 | 立体视觉作为计算机视觉研究的一个非常重要的分支，一直是计算机视觉研究的重点。它直接模拟了人类视觉处理景物的方式，可以在多种条件下灵活地测量景物的立体信息，其作用是其他计算机视觉方法所不能代替的。然而到目前为止，无论是从视觉生理的角度，还是从实际应用方面来看，现有的立体视觉技术还处在十分不成熟的阶段。这不仅有技术上的原因，而且更多的在于人类对自身视觉机制还不十分了解。因此，对立体视觉的研究，不仅具有重要的实用价值，而且对促进人类视觉机理的研究，彻底揭开人类视神经系统的奥秘具有非常重要的意义。 击中与否变换是新兴的一种比较有效的模式识别识别方法，其中以单通道光学相关实现击中与否变换的算法效果最好。单通道光学相关实现击中与否变换的算法是基于形态学中腐蚀运算和光学相关的关系及阈值操作，在非相干光学相关器中，将前景结构核元素编码为1，背景结构核元素编码为α(α满足一定条件)，只需用原图像与前景和背景结构核进行相关，然后对相关结果取阈值为K(前景结构核元素的像素数)，即可得到击中与否变换。击中与否变换可以光学并行一步实现。 为避免传统的双通道光学相关实现击中与否变换中由累计效应引起的误差，基于数学形态学的对偶法则，提出使用对双通道光学相关取零阈值的方法来实现击中与否运算，使PC机取阈时不存在误差。 本文对立体视觉理论中的若干关键问题进行了研究，并结合“秧苗移栽测定仪研制”开发了一套基于微机的双目立体视觉应用系统。 首先在综述了三维场景深度（距离）信息获取方法的发展与现状，分析比较了各种方法的特点和适用范围，并着重对立体视觉方法进行了论述。 然后，在利用立体视觉技术实现对三维景物进行描述、识别和理解时，摄象机标定被认为是实现立体视觉基本而又关键的一步。本文深入分析了现有摄象机标定方法，研究了摄象机标定的线性模型和成象过程中的畸变。 本文还对计算机视觉中最基础的内容—边缘检测技术进行了深入的研究。边缘检测最根本的问题就是解决检测精度与抗噪声能力之间的矛盾，其性能将直接影响整个立体视觉系统的精度。在全面总结分析了现有边缘检测技术的基础上，针对立体匹配的要求，提出了一种基于对称指数滤波与非线性Laplacian算子的边缘检测方法。 接下来，构建了基于双目立体视觉的秧苗直立度自动测定硬件系统。本硬件系统包括双目立体视觉系统和移栽机实验台两部分。根据实际情况和测试要求，设计研制了移栽机实验台，选择和定制了立体视觉系统，使其具有较高的性价比。 本研究还开发了基于双目立体视觉的秧苗直立度自动测定软件系统。它涵盖了立体视觉中的图象获取、摄象机标定、特征提取和立体匹配以及部分图象处理技术，具有实现简单、灵活性大、精度和自动化程度高的特点。实验结果表明：该方法可以获得较高的测量精度，满足实际应用的需要。 总之，本文对双目立体视觉中的若干关键问题进行了研究，探讨了解决这些问题的一些新思路和新方法。这些理论研究涉及到计算机视觉、图象处理、模式识别等领域，本文的研究将对这些理论的相互融合、交叉和发展起到一定的作用。本文建立的基于双目立体视觉的秧苗直立度测定系统，不仅为秧苗直立度的自动测定提供了一种方法，拓宽了思路。同时，该系统的建立为进一步开展计算机视觉、图象处理和模式识别等研究提供了较完善的工作基础，也为工业、农业的在线测量和质量监控提供了一条途径。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-03-21 |
| 页码 | 71 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://159.226.165.120//handle/181722/169]  |
| 专题 | 长春光学精密机械与物理研究所_中科院长春光机所知识产出 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 吴欣. 计算机立体视觉在秧苗移栽中的应用研究[D]. 长春光学精密机械与物理所. 中国科学院长春光学精密机械与物理所. 2006. |
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