计算机视觉技术已经在工业生产和科学研究中发挥着越来越重要的作用.将近80%的视觉系统主要应用于测量领域,包括用于提高生产效率、控制生产过程中的产品质量、产品数据采集、医疗辅助、体育系统仿真等.由于计算机视觉技术的非接触测量特点,相比于传统的接触测量方法具有很多优势,并已在一些领域取代了传统测量方式.该文分析和讨论了计算机立体视觉技术的基本原理和应用情况,分析了计算机立体视觉技术中常用的图象处理方法.针对人体运动测量,以艺术体操运动员的身体旋转训练为对象,建立了一个基于计算机立体视觉技术的辅助训练系统.用多台摄像机对运动员旋转姿态从多个角度进行监测,以AVI影像文件格式将所获得的数据存储在计算机中,从文件中按相同时间参量提取各台摄像机获取的BMP图象数据帧进行分析,由多幅图象的信息通过三维重构得到运动员运动中的3-D空间参数.该系统与传统的辅助训练方法相比,具有非接触测量的优点,运动员可以在不受束缚的条件下进行和平时一样的训练.课题主要研究内容包括:(1)对图象处理技术和计算机视觉技术的国内外研究和应用情况进行了分析和总结.并以球形标志点为例,讨论了计算机图象预处理、圆形特征识别的常用方法,并重点分析了哈夫变换法,和模板匹配法.(2)讨论摄像机成像模型及其标定技术.针对计算机图象的三维重构技术,重点分析直接线性变换(DLT)算法在计算机视觉检测中的应用.总结利用多幅图象减少重构误差的方法,和在图象三维重构中如何进行图象间对应点匹配的相关结论.(3)针对艺术体操运动员基础的身体旋转训练,构建一辅助训练系统,对运动员在旋转时的上身姿态进行跟踪.提出了在人体上粘贴小球标志点的方法,由于小球标志点在成像中始终保持圆形,这样通过对成像中圆形标志点的识别,再经过3-9重构,实现对小球标志点的跟踪,从而达到对人体旋转姿态跟踪的目的.(4)设计了实验方案,编制了相应的模拟应用软件,实验结果表明此方案能够重现人体在旋转时上身姿态,可以达到辅助训练运动员的效果.
NETL
