基于雙目立體視覺的大空間火災(zāi)自動定位方法研究.pdf

1、基于雙目立體視覺的大空間火災(zāi)自動定位方法研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文學(xué)生姓名：習(xí)建民指導(dǎo)教師：湯寶平教授專業(yè)：機(jī)械電子工程學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院二O一一年四月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要火災(zāi)是一種具有突發(fā)性和巨大破壞性的災(zāi)害現(xiàn)象，嚴(yán)重危害人類的生命財(cái)產(chǎn)安全和居住環(huán)境?；馂?zāi)發(fā)生時能否自動的、快速的和準(zhǔn)確的確定火源的位置往往決定了自動消防滅火工作的成敗，因此開展火災(zāi)定位研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價值。在計(jì)算機(jī)視覺中，立體

2、視覺是一個研究重點(diǎn)，可以確定空間物體的三維位置。由于雙目視覺處理物體的方式類似于人類雙眼，應(yīng)用范圍廣泛，因此是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。結(jié)合消防工程項(xiàng)目《智能圖像火災(zāi)探測與分布式自動消防炮滅火系統(tǒng)》，對基于雙目立體視覺的大空間火災(zāi)自動定位方法進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，可以有效地解決大空間火災(zāi)的自動定位問題。論文的主要研究內(nèi)容如下：①攝像機(jī)標(biāo)定是雙目立體視覺中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，針對大空間火災(zāi)定位的需要，在系統(tǒng)研究現(xiàn)有標(biāo)定方法之后，對張氏平面標(biāo)定算法進(jìn)行了改進(jìn)

3、。首先，制作了獨(dú)具特色的、符合工程項(xiàng)目需要的標(biāo)定板；其次，利用HALCON解決了快速自動提取標(biāo)定板上特征點(diǎn)像素坐標(biāo)的問題；然后，針對張氏標(biāo)定算法只校正徑向畸變的不足，提出了新的攝像機(jī)畸變模型，使得畸變校正的結(jié)果更理想，精度更高；最后，利用最小二乘法通過反復(fù)迭代的方法直接解出了左右攝像機(jī)的單映射矩陣和畸變系數(shù)，不僅省去了計(jì)算左右攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)的中間環(huán)節(jié)，而且減小了累積誤差。②在深入研究雙目立體視覺三維空間定位原理的基礎(chǔ)之上，利用不同視角的

4、兩幅火災(zāi)圖像三維重建了火災(zāi)的空間坐標(biāo)，并實(shí)現(xiàn)了火災(zāi)的空間自動定位。③以本文方法為核心設(shè)計(jì)和開發(fā)了消防工程項(xiàng)目，并依據(jù)國家消防項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)測試，工程實(shí)驗(yàn)證實(shí)了本文所提方法的有效性、定位的精確性及快速性和操作的便捷性。④基于本文方法所研制的消防滅火系統(tǒng)即將進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)大空間、無人值守的早期火災(zāi)識別、報警、定位和滅火的全過程智能化和自動化的火情監(jiān)控與處置功能。本文方法及其工程項(xiàng)目的成功實(shí)施，為以后的相關(guān)研究和消防工作提供