嵌入式雙目視覺系統(tǒng)和三維重建技術(shù)研究的開題報(bào)告

嵌入式雙目視覺系統(tǒng)和三維重建技術(shù)研究的開題報(bào)告一、選題背景目前，嵌入式視覺系統(tǒng)和三維重建技術(shù)已廣泛應(yīng)用于智能家居、無人機(jī)、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域。其中，雙目視覺系統(tǒng)和三維重建技術(shù)是比較常見的技術(shù)手段。雙目視覺系統(tǒng)利用兩個(gè)相機(jī)來獲取目標(biāo)物體的深度信息，并通過計(jì)算機(jī)圖形學(xué)算法實(shí)現(xiàn)三維重建；而三維重建技術(shù)則是通過對(duì)多組圖像進(jìn)行分析和處理，利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)將多組二維圖像轉(zhuǎn)換為三維實(shí)體模型。本課題將探究如何將雙目視覺系統(tǒng)和三維重建技術(shù)應(yīng)用到嵌入式設(shè)備中，以實(shí)現(xiàn)嵌入式三維重建功能。本課題的研究目的是：(1)開發(fā)一種高效的雙目視覺系統(tǒng)和三維重建算法，適用于嵌入式設(shè)備；(2)利用嵌入式雙目視覺系統(tǒng)和三維重建算法實(shí)現(xiàn)三維模型重建。二、研究?jī)?nèi)容本課題的主要研究?jī)?nèi)容包括：1.嵌入式雙目視覺系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和開發(fā)。該部分將探究如何設(shè)計(jì)一套嵌入式雙目視覺系統(tǒng)，并采用FPGA等芯片實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)硬件。2.基于雙目視覺系統(tǒng)的多視角圖像采集與處理。該部分將研究如何采集雙目視覺系統(tǒng)的多視角圖像，并進(jìn)行圖像校正和匹配。3.基于多視角圖像的三維重建算法研究。該部分將探究如何利用多組視角圖像還原出目標(biāo)物體的三維模型。4.嵌入式三維重建系統(tǒng)的開發(fā)。該部分將基于以上研究成果，通過軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)嵌入式的三維重建系統(tǒng)。三、研究方法本課題將采用實(shí)驗(yàn)研究法，開發(fā)一套嵌入式雙目視覺系統(tǒng)，并基于該系統(tǒng)利用多視角圖像還原目標(biāo)物體的三維模型。具體研究方法如下：1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)。首先對(duì)嵌入式雙目視覺系統(tǒng)進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，包括攝像頭模塊、FPGA芯片、存儲(chǔ)器等。然后進(jìn)行系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，包括操作系統(tǒng)、控制程序、圖像處理程序等。2.雙目圖像校正和匹配。將雙目攝像頭采集的圖像進(jìn)行校正和匹配，以確保兩個(gè)圖像的視點(diǎn)一致，從而利用雙目視覺技術(shù)實(shí)現(xiàn)深度信息的獲取。3.多視角圖像采集。通過雙目視覺系統(tǒng)，采集目標(biāo)物體的多組視角圖像，并進(jìn)行圖像處理，以減少噪聲和提高圖像質(zhì)量。4.三維重建算法研究。基于多組視角圖像進(jìn)行分析和處理，利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)將多組二維圖像轉(zhuǎn)換為三維實(shí)體模型。主要算法包括立體匹配算法、三維點(diǎn)云重建算法、三角測(cè)量算法等。5.系統(tǒng)集成和調(diào)試。最后將硬件和軟件進(jìn)行協(xié)同集成，實(shí)現(xiàn)嵌入式三維重建系統(tǒng)的開發(fā)。對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和測(cè)試，并進(jìn)行性能評(píng)估和優(yōu)化。四、預(yù)期成果本課題的預(yù)期成果包括：1.設(shè)計(jì)和開發(fā)出一套嵌入式雙目視覺系統(tǒng)，適用于嵌入式設(shè)備。2.實(shí)現(xiàn)基于雙目視覺系統(tǒng)的多視角圖像采集與處理，以獲取目標(biāo)物體的深度信息。3.研究并實(shí)現(xiàn)基于多視角圖像的三維重建算法，采用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)將多組二維圖像轉(zhuǎn)換為三維實(shí)體模型。4.實(shí)現(xiàn)一個(gè)嵌入式三維重建系統(tǒng)，并進(jìn)行性能評(píng)估和優(yōu)化。五、研究意義本課題的研究成果將具有以下重要意義：1.提供一種新的嵌入式三維重建技術(shù)手段，可以廣泛應(yīng)用于智能家居、無人機(jī)、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域。2.基于雙目視覺系統(tǒng)的多視角圖像采集與處理技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)物體深度信息的獲取，對(duì)于環(huán)境感知、障礙物檢測(cè)等