基于双目视觉的船舶跟踪与定位-南京信息工程大学学报.pdfVIP

文章编号：１６７４⁃７０７０（２０１５）０１⁃００４６⁃０７ 李晓飞　 宋亚男　 徐荣华　 陈君１ １ １ １ 基于双目视觉的船舶跟踪与定位 摘要 ０　 引言 设计了基于双目视觉的船舶跟踪与 定位系统，并且完成对应算法设计．算法 　 　 随着对海洋资源的进一步开发和利用，海洋船舶的协同作业需 分为摄像机标定、目标跟踪、立体匹配、 求越来越迫切．在海洋协同作业中，例如海洋平台建筑、海上铺缆，需 视差定位４ 个模块，其中，跟踪模块以目 标窗口的形式给出跟踪结果，匹配模块 要实现对船与船之间的位置控制，以保证其安全距离和协同作业的 在跟踪结果中进行左右目立体匹配，定 最佳相对位置，对目标船的跟踪及与目标船间相对位置的测算是首 位模块根据左右目匹配点对的像素位置 先要解决的问题． 计算其在物理空间的坐标，减少了匹配 时间．实验结果表明，该方式可实现实时 实现移动目标跟踪主要有基于视觉和激光的方法，实现移动目 跟踪目标并给出目标的准确位置，满足 标定位主要有雷达、ＧＰＳ、超声波、红外、激光和视觉方法．因为被跟踪 应用要求．该定位系统可同时完成动态 和定位的对象是移动的，所以上述方法均为非接触性测量方式，其 目标跟踪和定位，提供三维图像的丰富 中：１）雷达是目前船舶上使用的主要观测工具，其在测量方面的精度 信息，具有很强的推广应用价值． ［１］ 关键词 也在逐渐提高 ，但使用时需要防止电磁波干扰，如雷达彼此之间的 双目视觉；目标跟踪；立体匹配；视 ［２］ 电磁波和其他通信设施的电磁波都可能形成干扰因素 ，严重影响 差定位 ［３］ 其性能，而且高精度的雷达测距系统 价格昂贵，处理的信号复杂． ［４］ 中图分类号 ＴＰ３９１４ ２）ＧＰＳ定位技术在进行小范围测量时无法保证精度要求 ．３）超声波 文献标志码 Ａ 测距原理简单、成本低、制作方便，测量精度也可达到亚毫米的精 ［５］ 度 ，但是利用超声波测距有它本身的缺点，即波能量随距离的平方 ［６］ 成正比衰减，故其在较远距离测距时精度不能满足设计要求 ．另外， 船舶机械噪声很大，超声波信号容易受干扰．４）红外测距硬件成本虽 低廉，但在技术上难度较大，它属于被动探测，容易受到干扰，探测距 ［７］ 离越近，误差越大 ．５）激光测距具有测量精度高、测程远、测量速度 ［８］ 快、大气传输性能好等优点 ，但是采用激光测距硬件成本较高，在 进行三维测量时技术难度复杂．例如苏格兰测量仪器公司开发出的 ＦａｎＢｅａｍ激光检测装