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船载视频中海上目标的双目视觉定位方法研究
| 论文题名： | 船载视频中海上目标的双目视觉定位方法研究 |
| 关键词： | 船载视频;海上目标;双目立体视觉;摄像机标定;立体匹配 |
| 摘要： | 目前，双目立体视觉在智能交通领域应用非常广泛，然而在航海领域的应用却非常少。船舶驾驶员对于船舶周围环境的感知直接影响船舶的航行安全，尤其是在夜间以及能见度不良等情况下，更需要有效的技术手段获取周围目标的信息。 本文主要针对雷达和AIS对于海上弱小目标探测的不足，提出将双目立体视觉技术应用于海上目标定位，作为雷达和AIS的补充，协助船舶安全航行。双目立体视觉包括图像获取、摄像机标定、特征提取、立体匹配和三维重组等。本文主要围绕摄像机标定、立体匹配和三维重组进行理论和实验研究，针对船载视频提出了海上目标的双目视觉定位方法。首先，本文分析海上环境特征并结合传统摄像机标定方法，设计了船载摄像机的标定方法，通过平面模板法标定摄像机内参数，通过求解本质矩阵获得摄像机外参数;然后，分析了海上目标图像特征，设计了海上目标的立体匹配算法，利用极线约束条件，大幅缩小了目标匹配的搜索区域，在满足精度要求的情况下保证了算法的实时性;最后，分析双目立体视觉的成像模型，针对航行过程中船舶摇晃问题，提出了基于摄像机姿态测量的目标位置修正方法，采用微机电惯性传感器捕获摄像机实时的姿态信息，据此修正船舶倾斜引起的误差。 本文设计了摄像机内参数标定装置以及摄像机姿态模拟平台，开展了摄像机标定、目标立体匹配以及基于摄像机姿态测量的位置修正实验，并在大连海事大学专用教学实习船“育鲲”轮上进行了海上目标的双目视觉定位实船实验，实验结果验证了本文所提出方法的可行性。 |
| 作者： | 常侃侃 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 张英俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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