基于双目视觉的移动物体测距系统研究(共9页)

1、PAGE PAGE 10 项目编号 2015年本科生科技(kj)创新创业(chungy)训练项目(xingm)申 请 书项目名称 基于双目视觉的移动物体测距系统研究 项目类型 创新训练 创业训练 创业实践项目周期 1年 2年 项目负责人 学 号 所在学院 联系电话 北京科技大学教务处2014年10月填 写 须 知一、项目(xingm)分类说明1创新训练项目是本科生个人或团体(tunt)，在师指导下，自主完成创新性实验方法的设计、设备和材料(cilio)的准备、实验的实施、数据处理与分析、总结报告和科研论文的撰写等工作。2创业训练项目是本科生团队，在导师指导下，团队中每个学生在项目实施过程中扮演

2、一个或多个具体的角色，通过编制商业计划书、开展可行性研究、模拟企业运行、进行一定程度的验证试验，撰写创业报告等工作。3. 创业实践项目是在学校导师和企业导师共同指导下，采用前期创新训练项目成果或团队成员已有的研究成果，提出一项具有市场前景的创新性产品或者服务，以此为基础开展实际的创业实践活动。二、申请书请按顺序逐项填写，填写内容必须实习求是，表达明确严谨。空缺项要填“无”。三、创业类项目填写内容说明：项目简介主要说明项目来源、产品和服务介绍、项目优势、市场需求等；申请理由包括项目背景和意义、团队优势等；项目方案主要阐述执行思路；项目特色与创新主要说明项目特色和可行性；项目预期成果包括商业计划书

3、、发表论文，调研报告，竞赛获奖、创建和运营公司等相关成果。四、申请大学生创新创业训练计划项目团队的人数含负责人在内不得超过5人。五、填写(tinxi)时可以改变字体大小等，但要确保表格(biog)的样式没有改变；填写完后用A4纸张双面打印，不得随意涂改。六、申报过程(guchng)有不明事宜，请向教务处教学科办公室联系咨询，电话62332202。项目名称基于双目视觉的移动物体测距系统研究项目负责人姓 名性别学 号班 级所在学院联系电话项目组成员指导教师姓 名职 称所在学院联系电话王旭工程师高等工程师学云甫工程师高等工程师学、项目简介（500字

4、以内）本项目基于双目立体视觉技术，即由不同位置的两台(CCD)经过移动或旋转拍摄同一幅场景，通过计算空间点在两幅图像中的视差，获得该点的三维坐标值。在竞技类科技比赛中，采用双目视觉定位测距系统，能够提高机器人的智能程度和竞争力，也对提高我国大学生智能控制水平具有重要研究意义。二、选题背景(2000字以内)双目体视目前主要应用于四个领域：机器人导航、微操作系统的参数检测、三维测量和虚拟现实。 日本大阪大学自适应机械系统研究院研制了一种自适应双目视觉伺服系统，利用双目 体视的原理，如每幅图像中相对静止的三个标志为参考，实时计算目标图像的雅可比短阵，从而猜测出目标下一步运动方向，实现了对动方式未知的

5、目标的自适应跟 踪。该系统仅要求两幅图像中都有静止的参考标志，无需摄像机参数。而传统的视觉跟踪伺服系统需事先知道摄像机的运动、光学等参数和目标的运动方式。日本奈良科技大学信息科学学院提出了一种基于双目立体视觉的增强现实系统（AR）注册方法，通过动态修正特征点的位置提高注册精度。该系统将单摄像 机注册（MR）与立体视觉注册和现实场景的三维空间坐标进行非接触精密测量。哈工大采用异构双目活动视觉系统实现了全自主足球机器人导航。将一个固定摄像机和一个可以水平旋转的摄像机，分别安装在机器人的顶部和中下部，可以同时监 视不同方位视点，体现出比人类视觉优越的一面。通过合理的资源分配及协调机制，使机器人在视野

6、范围、测跟精度及处理速度方面达到最佳匹配。双目协调技术可 使机器人同时捕捉多个有效目标，观测相遇目标时通过数据融合，也可提高测量精度。在实际比赛中其他传感器失效的情况下，仅仅依靠双目协调仍然可以实现全自主足球机器人导航。火星863计划课题“人体三维尺寸的非接触测量”，采用“双视点投影光栅三维测量”原理，由双摄像机获取图像对，通过计 算机进行图像数据处理，不仅可以获取服装设计所需的特征尺寸，还可根据需要获取人体图像上任意一点的三维坐标。该系统已通过中国人民解放军 总后勤部军需部鉴定。可达到的技术指标为：数据采集时间小于5s/人；提供身高、胸围、腰围、臀围等围度的测量精度不低于1.0cm。双目体视

7、这一有着广阔应用前景的学科，随着光学、电子学以及计算机技术的发展，将不断进步，逐渐实用 化，不仅将成为工业检测、生物医学、虚拟现实等领域的关键技术，还有可能应用于航天遥测、军事侦察等领域。目前在国外，双目体视技术已广泛应用于生产、生 活中，而我国正处于初始阶段，尚需广大科技工共同努力，为其发展做出贡献。三、项目方案（1500字以内）当一个摄像机拍摄图像时，由于图像中的像素点坐标相对于真实的世界坐标并不是唯一的，这就造成深度信息的丢失。然而用两个摄像机同时拍摄图像时，可以获取同一场景的两幅不同的图像，通过三角测量原理计算图像像素间的位置偏差，复原三维世界坐标中的深度信息。 f为CCD摄像机的焦距

8、，b为两摄像机的中心距离，P1(X1,Y1)和P2(X2,Y2)为目标点在两成像平面内的成像点坐标。取两摄像机镜头中心连线O1O2向右为Z轴正方向，连线中点O为世界坐标系的原点，垂直于X轴所在的水平面向下为Y轴正方向，Z轴正方向为垂直于X轴所在的平面离开摄像机指向目标点点P的方向，建立世界坐标系。根据三角测量原理，目标点的世界坐标为P(X,Y,Z)四、项目特色与创新（500字以内）将双目视觉技术引入竞技机器人技术中，提高了比赛的可观赏性。采用单片FPGA处理多个摄像头，提供通用的摄像头处理技术。将多个采样镜头进行综合处理，得知机器人360的外界信息。五、项目进度与安排（1000字以内）本项目预

9、计时间12个月，以48周计算：1-3周，详细方案设计；4-5 周，器件选型； 5-8 周， 控制核心开发板学习，学习使用常用的外设；8-10 周，编写程序，完成采集；10-13周，利用开发板测试采集程序；13-15周，设计PCB样板；15-18周， 焊接和调试硬件电路；18-20周， 编写算法，完成电路设计；20-23周， 编写程序，测试电路；23-25周，完成数据交换，测试算法与逻辑的连贯性；25-28周，设计最终PCB电路；28-30周，系统整体调试及改进；30-35周，系统完善修改，撰写实验总结，感想，项目结题；36-48周，作为机动调整时间。六、项目经费使用计划（500字以内）项目经费

10、预算：人民币20000元，具体项目如下：中期检查前（10000元）：中期检查后（10000元）：核心开发板+仿真器1600核心开发板+仿真器1600传感器400传感器400核心芯片1000核心芯片1000摄像头1800摄像头1800电路板制板费2000电路板制板费2000元器件费用1000元器件费用1000工具400工具400七、项目成果形式中期前：可完成功能要求的双目视觉一套、地面接收装置一套。结题前：硬件部分包括双目视觉一套、机器人装置及相应的使用说明书。软件部分包括通用多摄像头处理模块及其使用说明书。文档包括结题报告、使用说明书、技术研究报告、至少1篇核心期刊论文。成果特征： 硬件 软件口 研究报告口 高水平论文口 经济效益口指导教师意见：签 名： 年 月 日 学院意见：是否同意立项： 是 口 否 口 建议项目级别： 国家级 口 市级 口 院级 口 教学院长签字：（公章） 年 月 日学校意见：是否同意立项