立体视觉技术在散货堆场中的应用探讨.pdfVIP

立体视觉技术在散货堆场中的应用探讨——昊振华 55 立体视觉技术在散货堆场中的应用探讨 吴振华 (交通运输部水运科学研究院北京100088) 摘要立体视觉技术飞速发展，在国民经济的各个领域得到广泛的研究与应用。为了解决散货堆 场信息获取环节中存在的一些问题、提高自动化水平。文中探讨了基于立体视觉技术，在散货堆场信 息获取中的应用。 关键词立体视觉；特征提取，三维霞建 码头堆场上的散货具有堆放零散、形状不规 觉技术和多目视觉技术。单目视觉技术对三维信 则的特点。为了获取堆场上散货的三维信息，采 息的获取总是依赖于一定的假设条件、先验知识 用人工测量方法耗费人力较多且时间较长。研究 等辅助信息，检测结果直接依赖于假设和信息的 与探讨一种便捷、有效的散货信息获取方法是很 准确性。双目、多目视觉系统技术根据视差原理 有必要的。立体视觉技术是一种非接触、高效的 测量，检测结果不依赖于任何假设条件、先验知识 三维测量技术。自20世纪60年代诞生以来，立等辅助信息的存在。综合以上分析，本文采用双 体视觉技术不断完善、发展，目前该技术已成功应 目视觉技术。 用于国民经济的多个领域。根据散货堆场对信息 获取的需求，针对目前信息获取方法存在的问题， 要去图 25泰罔 本文基于立体视觉技术对散货堆场信息获取方法 图1 Marr的视觉理论框架 进行探讨。 双目立体视觉基于视差原理进行三维测量， 1立体视觉技术综述 以简单的平视双目立体视觉系统为例说明测量原 理，见图2。 1．1 Marr视觉理论 20世纪60年代中期美国麻省理工学院的 Robert把二维图像分析推广到三维景物分析，标 志着计算机立体视觉技术的诞生。70年代中期 到80年代中期，Marr提出了第一个计算机视觉 领域的理论框架[1]，极大地推动了计算机视觉的 发展，并最终形成了这一领域的主导思想。 Marr从视觉计算理论出发，将系统从输入的 图2双日立体视觉测量原理 二维图像数据到输出的3D描述信息分为了自上 图中左右摄像机光心分别为01、or，2摄像机 而下的3个阶段。第1阶段，构建由二维图像中 光心间距(基线距)为b。在以左摄像机光心为原 的边缘点、曲线、纹理等基本几何元素组成的基元 点的世界坐标系中，世界坐标系中一点P坐标为 Sketch)。第2阶段，在以观察者为 图(Primary P(z，，Y，，z，)，PJ(zl，YJ)、P，(z，，Y，)分别是其在 中心的坐标系中，表达可见区域的方向、深度值和 左右摄像机中对应的像点，其中图像坐标系原点 不连续轮廓等不完整的三维信息，又称为对环境 为各自成像平面的中心点。理想情况下，2摄像 的2．5维描述。第3阶段，由2．5维描述最终获机均无畸变且参数完全相同，由三角几何关系，可 得场景中物体的三维描述，确定三维场景中物体 得式(1)。 的位置和姿态，如图l。 1．2立体视觉测量原理 z产厂争，z，一fx∞，--b，Y，一Yr一，争 立体视觉技术可分为单目视觉技术、双目视 (1) 56 交通信息与安全2010年增