基于主运动分析的野外视觉侦察系统――运动目(3)

本文介绍了一个针对野外自然环境设计的视觉侦察系统,其主要功能包括运动目标的检测、 跟踪及环境全景图的生成.摄像机安装在360°水平旋转可控的车载云台上,视频信号及云 台方位数据通过无线通讯传送给基地端的计算机.计算机自动地检测其中的运动目标,实时 地拼接出镶嵌有

机 器 人 年 月

υχ φχ χ φχ

υ Α Χφ φΤχζξ

ζΧυ Β φ φΤχζ Αυ Βφ φΤχζψ ζΧυ Β φ φΤχζ

由 式可知 当摄像机没有任何平移运动时 图像

的变化仅由摄像机的旋转量决定 特别是在旋转量较小的情况下可以看作是图像整体的平移和旋转

系统数据通讯

系统数据处理

图 系统数据通讯及处理流程

在我们的应用环境中 摄像机基本在水平面内

即背景运动 主运动 可以由 个独立的运动参数σ

Τυ Τ 即比例!旋转!水平平移和垂直平移近似确Α

作纯旋转 旋转轴近似垂直于摄像机光轴和图像平面水平扫描线 由于该旋转轴并不一定准确地经过摄像机光心 所以这种旋转引起的帧间运动主要是绕摄像机垂直轴的旋转 Χ 和水平方向的微小平移 因此 式可简化为

υχ φχ χ φχ

υ Α Χφ φΤχζξ

Χυ Β φΧυ Β φ

定 这就是我们用于主运动分析的 维仿射运动模型

在进行主运动估计前 为了减小野外自然条件下环境光照变化等因素对帧间主运动估计的不利影响 我们首先对图像序列的每一帧进行了直方图规定化预处理

为估计主运动模型参数 必须求得两帧图像中属于主运动的对应点列 由于这一阶段还难以判断特征点从属于主运动或非主运动 所以我们避开特征对应而使用基于图像块匹配的办法获取整幅图像内的光流 在匹配时以两图像块的绝对差作为衡量相似性的标准 为了提高匹配速度 我们采用了多分辨率的计算框架≈ 将计算复杂度从Ο ν 减少到

令σ Χυ Β φ φχ 并考虑到Β Χ很小 而υ 也比焦距小一个量级左右 整帧图像的视角只有 度左右 可以认为σΥφ φχ 对帧内各点近似为常数 这样式 就可写成如下形式

σ υ υ Α Τυσ Αυ Τ