基于立体视觉的多目标跟踪方法研究

摘要

带有两个摄像头的视觉系统通常被称为双目立体视觉系统。双目立体视觉可以直接模仿人类视觉立体感知过程，是计算机视觉研究的核心课题之一。系统采用不同位置的两台摄像机从不同的视角拍摄同一场景，通过计算空间点在两幅图像中的视差来获取该点的空间位置信息。双目视觉的研究主要包括摄像机标定、图像处理、立体匹配、三维重建以及运动分析等步骤。
　　 本文把双目立体视觉应用到目前计算机视觉、数字视频等领域最热门的研究课题之一即图像序列中运动目标检测和跟踪的应用中，利用双目立体视觉技术在立体图像对中检测运动目标，并在图像序列中对其进行跟踪。论文的主要工作如下：
　　 首先对基于计算机立体视觉的双目立体成像技术及理论进行了介绍，然后在此基础上给出了双目立体视觉系统，并且详细讨论了该系统的成像性质。该论文后续研究所做的实验都是在这个系统平台上完成的。
　　 立体匹配是双目立体视觉技术中最重要也是最关键的部分。因此在论文的第二部分首先总结了立体匹配的内容及方法，然后给出了两种最常用的立体匹配方法例子，分析了目前立体匹配方法所存在的问题和不足，并在此基础上进行了改进。最后，根据立体匹配得到的视差恢复了目标的深度信息。
　　 最后将双目立体视觉技术应用到运动目标的检测与跟踪中，将目标的深度信息应用起来使得目标跟踪更具有实际意义。本文通过对双目立体视觉的研究，为运动目标检测与跟踪以及机器人的人工智能等应用的进一步研究打下了理论基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章前言

1.1 引言

1.2论文研究背景及意义

1.3立体视觉与目标检测的发展和研究现状

1.3.1 立体视觉的发展与研究现状

1.3.2运动目标跟踪技术的发展与研究现状

1.3.3立体视觉技术在目标跟踪中的应用

1.4本文主要研究内容及结构安排

第2章双目立体成像技术和理论

2.1 引言

2.2双目立体视觉原理

2.2.1双目视觉中的极线几何原理

2.2.2规范结构的几何模型

2.3双目立体视觉系统介绍

2.3.1双目视觉系统组成

2.3.2 Bumblebee双目视觉系统介绍

2.4本章小结

第3章双目视觉中立体匹配及深度信息获取

3.1 引言

3.2立体匹配原理及几种常见方法

3.2.1立体匹配的步骤

3.2.2两种匹配算法的研究

3.3立体匹配中常见的问题及其改进

3.3.1 立体匹配中常见的问题

3.3.2区域相关匹配的一些改进

3.4立体视觉中深度信息的获取

3.5本章小结

第4章 基于立体视觉和运动检测的多目标跟踪

4.1 引言

4.2单目运动目标检测与跟踪

4.2.1 目标检测方法

4.2.2背景更新加权累加法运动目标检测

4.2.3基于运动检测的单目目标跟踪

4.3基于立体视觉和运动检测的多目标跟踪

4.3.1立体视觉用于目标跟踪

4.3.2基于立体视觉和运动目标检测的目标跟踪算法

4.3.3实验结果

4.4本章小结

总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的学术成果

附 录

致谢