《基於結構光方法的全向視覺測量與控制研究》是依託北京理工大學，由李原擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於結構光方法的全向視覺測量與控制研究
- 依託單位：北京理工大學
- 項目負責人：李原
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
全向視覺在場景感知和機器人視覺導航中有著廣泛的套用，是當前計算機視覺的一個熱點分支。目前全向視覺研究一般是基於單一視點約束下進行系統模型分析、圖像信息處理和場景特徵定位。本項目將工業領域廣泛套用的結構光視覺引入到全向視覺系統中，利用結構光視覺中照明光模態可控的約束條件，建立全向結構光視覺系統中景物點和圖像點之間的映射關係，擬合和估計視覺系統成像參數，實現視覺系統標定；結合室內環境景物模型的先驗知識，研究非單一視點約束條件的室內全景圖像的展開復原算法；分析混合圖像中對象的成像模型，圖像特徵空間分布和結構光約束下運動規律，研究複雜圖像特徵提取算法。通過本項目的工作，將豐富結構光視覺和全向視覺理論，並結合移動機器人平台研究全向結構光視覺的場景感知測量與導航控制方法。
結題摘要
本項目研究結合全向視覺和結構光視覺方法，在建模標定、視覺測量、場景感知以及在移動機器人系統的套用開展研究。針對複合視覺系統中圖像特徵和場景特徵映射的複雜性問題，構建了折返式全向視覺系統和魚眼鏡頭視覺系統，建立了結合結構光方法的視覺系統模型，分析了雷射投射平面到圖像成像平面之間的映射關係，給出了視覺測量的方法。研究了結構光圖像處理和特徵提取問題，提出了基於三維空間位姿信息的結構光條紋中心特徵提取方法，該方法能夠根據目標在三維空間的位姿信息，對實際成像的雷射結構光條紋幾何中心進行修正，提高特徵提取精度；在全向結構光圖像圖像空間套用卡爾曼濾波方法實現圖像特徵的跟蹤。在全向視覺系統模型分析的基礎上，研究了全向視覺系統在移動機器人平台的套用，主要包括通過雷射平面的映射，實現了基於1幅圖像獲得機器人局部地圖，並融合了移動機器人的運動信息生成了全局地圖；在獲取場景深度信息的基礎上，通過室內場景的本身約束關係，提出了對室內牆角、天花板邊緣等關鍵點的三維測量，實現移動機器人場景的局部重構。在實踐方面，套用全向結構光視覺系統，設計了移動機器人全向視覺系統，結合室內場景先驗知識，實現了移動機器人的地圖構建和視覺導航控制。本項目填補了結構光視覺和全向視覺的結合領域的研究問題，豐富了移動機器人視覺感知的理論和方法。
