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基于特征对应的刚体三维运动估计

视觉运动分析是计算机视觉领域中的一个主要课题,它研究从序列图像恢复刚体的运动参数和三维结构的理论和方法。视觉运动分析目前有基于特征和光流计算两种方法,该论文主要研究基于特征对应的刚体三维运动分析方法,利用序列图像之间的特征对应来恢复刚体的运动参数和三维结构。一旦估计出目标的三维运动和结构参数,就可以用这些信息结合目标模型的先验知识,识别出目标,估计出目标当前与未来位置和姿态,解决目标的识别与跟踪问题。因此视觉运动分析在军事、工业、商业、医学、气象等领域具有重要的应用前景。从图像序列中检测运动目标并估计其三维运动和结构,首先需要对图像进行必要的预处理,从图像中提取出图像特征,根据特征的对应关系估计图像的二维运动特性,进行特征匹配;然后根据刚体运动方程和投影关系建立一组方程,求解物体的运动参数和结构。该论文对相关的特征提取与匹配方法进行了简要介绍,主要关注的问题是运动参数和结构的计算,即运动估计部分。对于基于特征对应的刚体三维运动估  (本文共90页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
浙江大学

基于单目视觉的非刚体三维运动分析

三维运动视觉分析是计算机视觉中十分活跃的研究领域之一。它以图像处理研究成果为基础,主要研究空间中物体的运动情况,通过测量与计算物体特征在图像平面上的坐标变化,分析场景中运动物体的三维结构,估计物体的运动参数。目前,它已成为运动图像处理的重要组成部份。相对刚体运动而言,现实世界中非刚体运动是一种更常见、更普遍的运动形式。由于非刚体运动的普遍性和多样性,近年来非刚体运动视觉分析已在许多领域得到了应用,如:农业信息智能处理领域、农业机械智能化领域、农业和食品工业应用场合、医学领域、生物特征识别技术领域等。非刚体运动视觉分析技术不仅可用于农业、农业机械或与农业相关的领域,在别的领域也同样具有非常广泛的应用前景。考虑到农业领域中,连接型和弹性型非刚体运动是更为普遍的非刚体运动形式,因此本文的工作主要面向连接型和弹性型非刚体运动展开,以人体、手指和合成单目动态图像序列为研究对象,提出了一些相应的模型和算法,期望为双足机器人行走步态控制、多指...  (本文共123页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉大学
武汉大学

序列立体图象三维运动物体定位与跟踪

计算机视觉的研究目标是使计算机具有通过二维图像认知三维环境信息的能力,而使计算机能够感知三维环境中物体的几何形状、位置、运动、姿态等就是其中的一个方面。本文综述性地回顾和介绍了序列图象三维运动分析目前国内外的研究发展状况,结合计算机视觉理论与摄影测量方法系统地研究了由双目立体序列图象对物方场景中三维运动物体定位跟踪所涉及的摄像机检校、运动分割、图象匹配、特征对应、物体(三维)运动参数的计算、物体运动估计等关键核心内容,给出了上述各关键部分的所有算法及其相应实验,为该系统的进一步研究与实用化打下了坚实的理论与实验基础。摄像机检校是一个确定三维物方坐标系与摄像机二维图像坐标系之间变换关系的过程,摄像机检校的精度和可靠性直接影响着视觉系统的空间定位量测精度。本文针对采用普通视频CCD摄像机完成基于特征对应的运动分析,需提供获得运动物体摄影时摄像机的内外方位元素值这一事实。对普通视频摄象机存在镜头畸变差大、图象分辨率低、存在光电扫描误差...  (本文共154页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

基于对偶四元数的三维运动估计研究

随着数字图像处理与计算机视觉技术的飞速发展,如何根据图像或视频序列分析、估计三维场景中物体的运动情况日趋重要。双目视觉由于能较好地解决运动估计中维数高、非线性、不唯一性等问题,已成为计算机视觉领域的研究热点。本文以双目视觉三维重建为基础平台,提出一种基于对偶四元数的三维运动估计算法,并通过大量实验进一步探寻特征匹配算法对运动估计的影响规律,建立最优化模型,从而实现精度、效率等方面表现更优的三维运动估计算法。主要研究内容包括:首先,研究基于双目视觉的三维重建,包括摄像机标定、图像匹配以及空间点坐标计算;其次,研究三维运动估计中应用较为广泛的基于特征匹配的算法,包括基于特征点/线的奇异值分解法(SVD/LSVD)、正交分解法(OD/LOD)和单位四元数分解法(UQD/LUQD);随后,本文提出将对偶四元数应用于刚体的三维运动估计,充分利用对偶四元数数学表达式简洁明了,计算效率高等优点,提升算法的综合性能;在此基础之上,挖掘计算流程中...  (本文共96页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江理工大学
浙江理工大学

基于MRF和神经网络的三维运动参数估计

运动分析是计算机视觉研究中一个重要的组成部分。运动分析的目的是把物体从图像序列中分辨出来,同时能估计出物体的运动参数。按分析对象分类,运动估计包括刚体和非刚体运动分析两大类。在早期,关于物体运动分析的研究都是围绕刚性假设展开,并且已形成成熟的理论框架。但是,在现实世界中,很多运动的物体都是非刚体,用刚性假设对非刚体的运动进行描述是不充分的。因此,需要对非刚体运动进行深入研究。为解决非刚体三维运动中运动参数估计的问题,本文做了以下工作:(1)全面概括了非刚体运动分析的国内外研究现状,指出了非刚体运动分析的研究难点,并提出了新的算法,为下一步研究打下了基础。(2)介绍了三维运动分析的基本问题,给出了三维运动的描述方法和常用的分析方法及其对比。(3)提出了基于MRF的三维运动估计方法。建立了MRF模型与特征点运动估计的对应关系,构造了运动参数联合概率分布的能量函数来反映三维运动参数之间的约束关系。最后采用模拟退火算法对模型求出最优解,...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学

基于立体视觉的三维运动测量若干关键技术研究

随着科学技术的快速发展,应用于工业、农业、交通、医疗以及航空航天等领域的运动检测设备需要更高的检测精度和更灵活的检测方式。为了满足这些要求,过去的几年中,三维运动检测技术和设备得到了长足发展,它们被广泛地应用在机械制造、航空航天、电子工业、医疗康复、交通监管、体育运动分析、虚拟现实以及其它三维运动检测任务中。而基于视觉的三维运动测量技术作为一种全新的运动测量形式,将运动测量从传统的接触式测量的约束中解放出来,开拓了解决运动测量领域中诸多问题的新思路。课题“基于立体视觉的三维运动测量若干关键技术研究”是在现有三维视觉测量技术研究的基础上,研究一种基于离散特征标记杆的立体视觉三维刚体运动及自旋转中心测量方法。对于这样一套系统,重点解决基于立体视觉的三维刚体运动目标运动建模与运动参数计算、运动序列图像中的特征目标边缘检测与提取、立体序列图像间对应特征匹配以及圆形特征目标圆心提取等关键技术问题。论文根据立体视觉三维运动测量系统的测量过程...  (本文共134页) 本文目录 | 阅读全文>>