基于激光编码的航空行李视觉检测方法研究

基于激光编码的航空行李视觉检测方法研究

论文摘要

目前自助行李托运系统可以基本完成行李的适运性检测,但是由于其采用激光雷达的推进式扫描方案只能得到行李的稀疏点云,无法准确可靠的恢复行李表面的三维信息,这使得行李的适运性检测存在误判可能性增加;而稠密点云可以准确地恢复行李表面的三维信息,显著地提高行李适运性检测的正确率,因此研究3D传感器和基于稠密点云的行李适运性算法具有重要意义。论文的主要工作包括:首先,研究了主动激光编码投影的动态纹理增强方法。根据立体匹配的显著纹理特征要求,设计了约束随机编码图像像素编码规则,采用生成的显著纹理特征图像对弱纹理行李进行主动投影,以解决纹理特征不明显或者纯色航空行李三维建模困难的问题。其次,研究了双目会聚模式非极线约束的三维重建方法。根据对极几何原理,推导了沿着非平行极线的最佳点对应搜索算法,并利用坐标映射公式反解出物点真实的三维坐标,从而实现被测目标的三维重建。再次,研究了种子区域生长与引力分割结合的行李件数检测算法,并通过实际实验验证了该算法的有效性,该算法可以显著提高行李件数检测的正确率。最后,利用激光投影编码的图像纹理增强方法和双目会聚模式下的非极性约束的三维重建方法,设计和实现了集成激光投影控制、图像同步采集和处理、立体匹配和三维重构的工业级嵌入式系统,并安装在自助行李托运系统中进行实验,其结果达到了预期的目标。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  •   1.1 课题研究背景与意义
  •   1.2 自助行李托运系统适运性检测的国内外研究现状分析
  •     1.2.1 自助行李托运系统适运性检测的国外研究现状
  •     1.2.2 自助行李托运系统适运性检测的国内研究现状
  •   1.3 双目立体视觉国内外研究现状分析
  •     1.3.1 双目立体系统国外研究现状
  •     1.3.2 双目立体系统国内研究现状
  •   1.4 课题研究内容
  • 第二章 基于主动编码投影的双目会聚立体视觉系统设计
  •   2.1 双目立体视觉的深度测量原理
  •     2.1.1 双目立体视觉深度计算
  •     2.1.2 立体视觉的深度计算误差分析
  •   2.2 双目立体视觉三维重建过程
  •   2.3 双目立体视觉系统的软硬件设计
  •     2.3.1 双目立体视觉系统的硬件设计
  •     2.3.2 双目立体视觉系统的软件设计
  •   2.4 双目立体视觉系统样机实验
  •   2.5 本章小结
  • 第三章 主动编码投影的动态纹理增强方法
  •   3.1 主动激光编码投影的总体策略
  •   3.2 半全局立体匹配方法分析
  •   3.3 约束随机编码的生成方法
  •     3.3.1 编码模型的约束条件
  •     3.3.2 约束随机编码模型的生成方法
  •     3.3.3 约束随机编码模型的算法
  •   3.4 改进粒子群的编码阈值优化算法
  •     3.4.1 改进粒子群算法
  •     3.4.2 改进粒子群优化求解
  •   3.5 三维重建实验及结果分析
  •     3.5.1 实验环境
  •     3.5.2 实验结果分析
  •   3.6 本章小结
  • 第四章 双目横向会聚非极线约束的三维重建方法
  •   4.1 会聚模型非极线约束的总体策略
  •   4.2 双目横向会聚模式的深度测量模型
  •     4.2.1 双目横向会聚模型
  •     4.2.2 双目横向会聚模型的深度测量原理
  •   4.3 非平行极线约束理论
  •     4.3.1 对极几何
  •     4.3.2 基础矩阵数学
  •   4.4 非平行极线约束的立体匹配算法
  •     4.4.1 基本SAD算法
  •     4.4.2 基于非平行极线约束的改进SAD算法
  •   4.5 实验及结果分析
  •     4.5.1 双目横向会聚模型的三维坐标验证实验
  •     4.5.2 双目横向平行与会聚模型测量误差实验
  •     4.5.3 双目横向会聚模型的三维重建过程
  •     4.5.4 三维重建结果分析
  •   4.6 本章小结
  • 第五章 引力分割与种子生长融合的行李件数检测方法
  •   5.1 基于正态分布的多元离群点检测方法
  •     5.1.1 基于正太分布的一元离群点检测方法
  •     5.1.2 基于正态分布的多元离群点检测方法
  •   5.2 种子区域生长法算法
  •     5.2.1 三维点云映射到深度图像
  •     5.2.2 深度图像的梯度计算
  •     5.2.3 种子区域生长算法
  •   5.3 引力分割算法
  •     5.3.1 引力分割算法流程
  •     5.3.2 引力分割算法实验
  •   5.4 本章小结
  • 第六章 航空行李适运性检测系统与实验
  •   6.1 自助行李托运系统实验平台
  •     6.1.1 自助行李托运系统软件模块介绍
  •     6.1.2 自助行李托运系统适运性检测流程
  •     6.1.3 航空行李三维点云模型获取
  •   6.2 航空行李适运性计算
  •     6.2.1 基于弹性包围盒的常规行李尺寸规格检测
  •     6.2.2 基于局部特征检测与全局配准结合的托盘识别
  •     6.2.3 基于SVM的行李类型检测
  •   6.3 航空行李适运性实验及结果分析
  •   6.4 本章小结
  • 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间的科研成果
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 彭传波

    导师: 高庆吉,罗其俊

    关键词: 立体视觉,三维检测,约束随机编码,横向会聚模型,非极线约束

    来源: 中国民航大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,信息科技

    专业: 物理学,航空航天科学与工程,无线电电子学,计算机软件及计算机应用

    单位: 中国民航大学

    分类号: V354;TP391.41;TN249

    DOI: 10.27627/d.cnki.gzmhy.2019.000496

    总页数: 80

    文件大小: 9917K

    下载量: 32

    相关论文文献

    • [1].利用外极线约束的图像匹配新算法[J]. 工程图学学报 2009(05)
    • [2].基于外极线约束的快速精确立体匹配算法[J]. 计算机工程与应用 2008(01)
    • [3].基于三目极线约束的高精度基础矩阵求解方法[J]. 中国科技信息 2018(12)
    • [4].基于极线约束的多线激光条纹匹配算法[J]. 山东理工大学学报(自然科学版) 2008(04)
    • [5].非平行双目视觉系统水下成像的极线约束模型[J]. 光学学报 2016(03)
    • [6].基于解剖结构模型和外极线约束的冠脉血管段匹配算法[J]. 北京理工大学学报 2009(01)
    • [7].基于极线约束的ORB特征匹配算法[J]. 计算机应用研究 2018(09)
    • [8].一种基于移动像机的大型结构件形变监测方法[J]. 中国测试 2017(05)
    • [9].基于SURF算法和极线约束的无人机影像匹配研究[J]. 贵州大学学报(自然科学版) 2018(01)
    • [10].基于多通道融合和极线约束的道路检测与定位[J]. 北京理工大学学报 2020(08)
    • [11].超大视场红外双目视觉极线约束与空间定位[J]. 光子学报 2019(02)
    • [12].具有同一性多同名点匹配问题研究[J]. 北华航天工业学院学报 2015(01)
    • [13].基于改进的SURF特征点的双目测距[J]. 电子测量技术 2018(12)
    • [14].基于形状上下文的工件边缘轮廓点匹配[J]. 光电子·激光 2018(06)
    • [15].基于多约束优化的图像深度信息估计[J]. 计算机工程与科学 2019(09)
    • [16].基于极线约束的机器人双目视觉水下焊缝特征匹配研究[J]. 制造业自动化 2012(10)
    • [17].基于极线约束的图像目标识别可信度评价方法[J]. 小型微型计算机系统 2008(02)
    • [18].基于直线的射影不变性和极线约束标定摄像机参数[J]. 应用光学 2008(02)
    • [19].基于双目视觉的薄壁零件圆孔轮廓测量[J]. 中国激光 2019(12)
    • [20].心血管三维重建的拓扑匹配方法[J]. 生物医学工程学杂志 2011(01)
    • [21].一种快速双目立体匹配方法[J]. 微计算机信息 2012(10)
    • [22].基于角点特征的立体视觉车辆环境感知系统研究[J]. 机械工程学报 2011(14)
    • [23].大视场双目视觉定位系统中多目标稀疏匹配[J]. 红外与激光工程 2018(07)
    • [24].基于极线约束的双目图像匀光校正方法[J]. 内蒙古教育 2018(14)
    • [25].移动摄像机条件下的运动物体检测方法[J]. 信息化研究 2013(02)
    • [26].结合极线约束和散斑相关的实时三维测量方法[J]. 光学学报 2016(10)
    • [27].一种改进的SIFT特征反向匹配算法[J]. 微计算机信息 2011(03)
    • [28].基于光流场与水平集的运动目标检测[J]. 计算机应用 2009(04)
    • [29].大型高温锻件在线视觉测量图像匹配方法[J]. 激光与红外 2016(11)
    • [30].多重提纯算法约束的图像特征点匹配[J]. 地理空间信息 2016(05)

    标签:;  ;  ;  ;  ;  

    基于激光编码的航空行李视觉检测方法研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢