立体视觉空间定向测试系统设计开题报告

 2023-10-10 14:52:34

1. 研究目的与意义

研究背景:在人类的发展过程中,人类通过视觉去探索世界、观察世界,是人类不可缺少的能力。人类从外界获取的信息约有75%来自视觉系统,这表明人每天都要筛选大量的视觉信息,且这个过程影响到我们日常生活的方方面面。人类处理视觉的过程可以看作是一种从感觉到知觉的行为过程,即:先得到现实3D世界投影成2D的图像,再通过2D图像了解3D世界的内容和含义。人类处理视觉的活动是有目的性的,从整体方面讲,是对实际生活的环境得出对人类有帮助的描述和解释:从具体方而讲,是通过获取的这些描述和解释制定出人类的常行为计划。视觉活动的实现要依靠双眼作为媒介,正因为如此,对于人眼工作机制的研究对人类探索自身与客观世界都具有重要的意义。科学家们希望通过计算机实现人的视觉功能,模拟人的双眼,根据感知到的2D图像得到所处环境的描述,为实际行为捉供有意义的判断和指导,因此衍生出一个学科,称之为计算机视觉。计算机视觉的主要研究目标可概括为两个:第一个,使计算机能够借助各类视觉传感器获取各种场景的图像,然后依据图像恢复3D世界中目标物的性质,建成或完善计算机视觉系统;第二个,把研究计算机视觉系统作为深入了解人类双眼运作机理的手段,进一步加强对人脑和双眼整个视觉体系的理解和学握。随着对人体双眼研究的不断深入,计算机视觉领域不断得到发展与创新,科学家们为机器装上了感知系统,使得机器可以完成越来越多的功能,并被应用到现实的科技产品中。从宇宙探索到围观世界的观察,从军事领域到工农业领域,从科学教育到娱乐游戏,人们的生活已经离不开计算机视觉。 研究目的:基于三维显示技术,利用虚拟中央眼判断物体相对于自身的方位。

研究意义:立体视觉技术又叫3D立体技术,区别传统的2D式的3D技术,它能显示传统3D画面下缺少的双目视差的深度线索,让人的双眼能够通过屏幕识别物体的空间位置,包括远近、前后、高低等相对位置。当双眼观看同一物体时,由于左右眼晴的位置不同,所以看到的景象不是完全一致的,会有细微的差别,这种差别称之为双目视差。双目视差线索是人类获取显示世界立体线索的最主要也是最重要的方法。3D立体图像形成的基本原理是通过让人的左右眼分别接收来自各自的图像,该图像是对同一个场景产生两幅分别对应于左眼和右眼的不同图像,由于两者具体有一定的视差,因而保存了完整的深度立体信息,通过人的双眼就可以完整地恢复三维立体信息。然而,众所周知,每个人都有自己的主视眼,每个人看到的图像尽不相同。因此,为了准确、客观地描述出物体相对于自身的方位,引入了双眼连线的中心点——虚拟中央眼的概念,中央眼是一个虚拟眼, 虚拟的中央眼是双目视觉下相对方向的判断基准。

2. 研究内容和预期目标

研究内容:本课题旨在基于三维显示技术,设计立体视觉空间定向测试系统。

预期目标:本课题旨在利用虚拟中央眼和三维显示技术判断物体相对于自身的方位,并分析实际中央眼与虚拟中央眼之间的感知差异。

3. 研究的方法与步骤

1.研究方法:

基于三维显示技术,利用虚拟中央眼判断物体相对于自身的方位,并分析实际中央眼与虚拟中央眼之间的感知差异。

2.研究步骤:

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4. 参考文献

[1] Che L, Quirk C T, Goldin-MeadowS, et al (2021). Proceedings of the Annual Meeting of the Cognitive ScienceSociety, (43), 3261-3303.

[2] Cai R, Zhu P (2021).Occlusion-aware Visual Tracker using Spatial Structural Information andDominant Features, 18(2), 191~198.

[3] 赵熙俊,刘雪妍,余雪玮,等.双目立体视觉定位算法研究与应用[J] .装甲兵学报,2022,(3):95-101.

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5. 计划与进度安排

(1)1月15日至2月24日(1周前):根据任务书, 明确设计的内容和目的 ,查阅相关文献材料准备开题报告。

(2)2月27日至3月3日(2周):根据阅读的资料文献初步了解设计的原理以及实现的方法,开始写开题报告。

(3)3月6日至3月31日(3-6周):掌握所选择硬件或软件平台的使用方法、开始完成设计的具体内容。

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