| 【中文题名】 | 红外LED实时视觉跟踪的若干关键技术研究 |
| 【英文题名】 | Research on Some Key Technologies for Real-Time Visual Tracking Using Infrared LED Markers |
| 【学科专业】 | 计算机应用技术 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-6-26 |
| 【中关键词】 | 实时,视觉跟踪,红外LED,,, |
| 【英关键词】 | Real-time,Visual Tracking,Infrared LED, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>监视、报警、故障诊断系统> |
| 【论文摘要】 |
视觉跟踪是虚拟现实、人机交互、视觉监控等领域内的关键技术，具有巨大的应用前景。由于存在遮挡、图像处理复杂等特点，视觉跟踪的实时性一直难以提高，实时性是目前视觉跟踪技术研究的重点。采用基于红外LED人工标志点可以最大程度减小背景变化对于特征识别的影响，且由于红外目标特征明显，易于识别，在实时视觉跟踪上有非常高的研究价值。本论文研究了基于红外LED标志点的实时视觉跟踪若干关键技术。
基于轮廓提取、区域分割、柱状图的三种思想，找到了三种适合该种方式的视觉跟踪的特征提取方法，并且对于这三种方法进行比较分析，综合考虑稳定性、耗时、精度等因素，确立基于轮廓提取的特征识别为最优。研究了基于卡尔曼滤波的运动预测在该类跟踪中的应用，分析了卡尔曼滤波对于提高视觉跟踪实时性的作用，并且从分析图像坐标系下和世界坐标系下两种方式卡尔曼滤波的特点，确定适合于基于红外LED视觉跟踪的方式为世界坐标系下的滤波方式。分析了如何将多相机的特征点信息合成红外LED标志点的世界坐标信息，利用极线约束和预测信息提取合成单个标志点的世界坐标，然后利用空间相互位置约束关系进行多标志的模型匹配。利用简单的设备搭建了实验平台，研发了原型软件... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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Abstract |
4-9 |
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第一章 绪论 |
9-13 |
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1.1 课题背景和研究意义 |
9-11 |
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1.2 本文的工作和行文结构 |
11-12 |
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1.3 小结 |
12-13 |
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第二章 实时视觉跟踪技术综述 |
13-22 |
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2.1 视觉跟踪技术概述 |
13-17 |
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2.1.1 视觉跟踪应用 |
13-15 |
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2.1.2 视觉跟踪技术分类 |
15 |
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2.1.3 国内外视觉跟踪科研团队介绍 |
15-17 |
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2.2 实时视觉跟踪技术研究现状 |
17-21 |
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2.2.1 更为快速的特征识别和提取 |
18-20 |
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2.2.2 利用约束关系减小跟踪数据合成负担 |
20-21 |
|
2.3 小结 |
21-22 |
|
第三章 红外 LED特征快速提取方法 |
22-35 |
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3.1 引言 |
22-24 |
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3.1.1 基于红外 LED的视觉跟踪图像分析 |
22-24 |
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3.1.2 卡尔曼滤波预测与在快速特征提取 |
24 |
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3.2 红外 LED有效特征提取方法设计 |
24-32 |
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3.2.1 基于轮廓信息的特征提取 |
24-27 |
|
3.2.2 基于柱状图的特征提取 |
27-29 |
|
3.2.3 基于小区域图像分割的特征提取 |
29-31 |
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3.2.4 特征提取相关实验与分析 |
31-32 |
|
3.3 视觉跟踪中的卡尔曼滤波方式选择 |
32-34 |
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3.3.1 滤波常用方式 |
32-33 |
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3.3.2 滤波方式比较与选择 |
33-34 |
|
3.4 小结 |
34-35 |
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第四章 基于多约束的红外 LED标志点世界坐标合成 |
35-44 |
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4.1 引言 |
35 |
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4.2 相关原理介绍 |
35-40 |
|
4.2.1 极线约束 |
35-37 |
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4.2.2 标志点空间相对位置约束 |
37-39 |
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4.2.3 双相机世界坐标合成原理 |
39 |
|
4.2.4 最小二乘法原理 |
39-40 |
|
4.3 基于极线和空间约束的标志点世界坐标合成方法 |
40-43 |
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4.3.1 基于极线约束和卡尔曼滤波预测的单个标志点世界坐标合成 |
40-41 |
|
4.3.2 基于空间约束的多标志点空间模型匹配 |
41-43 |
|
4.4 小结 |
43-44 |
|
第五章 原型系统实现及性能分析 |
44-53 |
|
5.1 设备搭建 |
44-46 |
|
5.2 软件实现 |
46-51 |
|
5.2.1 模块划分 |
46-47 |
|
5.2.2 关键模块细化 |
47-51 |
|
5.3 原型系统性能分析 |
51-52 |
|
5.4 小结 |
52-53 |
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第六章 总结与展望 |
53-54 |
|
参考文献 |
54-58 |
|
致谢 |
58 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.383483 |
