基于计算机双目视觉技术的人体康复系统的研究

论文摘要

本文在研究双目视觉和国内外康复系统发展现状的基础上,提出将计算机双目视觉技术应用于人体康复过程自动识别系统,研究基于计算机双目视觉技术的人体康复过程自动识别系统。 康复治疗的目标是使肌体受伤的患者尽可能地恢复行动自由和工作能力。通常,康复治疗是一个使用一系列辅助传感器装置矫正不受控动作行为的动态过程。近年来全世界对康复系统的研究取得了长足的进步。 计算机立体视觉是机器人研究的重要内容,被人们广泛研究。随着研究的不断深入,计算机双目视觉技术在生物医学、制造工业和信息工业等领域逐渐显示出很好的应用前景。本论文研究从两幅二维图像获得三维场景的计算机平行双目视觉技术。主要研究目的是通过利用同一康复训练肢体的两幅不同图像实现空间三维坐标的重建。 立体匹配技术作为视觉方法中的基础理论之一,即能提供单目视觉所无法实现的深度信息,又能为多目视觉奠定基础模型,因此立体匹配一直是计算机视觉的一个重要研究课题。本论文从三个方面总结了立体匹配的方法,即基元选择、匹配准则和算法结构。并以这三个方面为基础,本论文提出基于模板匹配的手动提取特征点、自适应灰度互相关相似性的立体特征点匹配和极线匹配测量等方法相结合的匹配测量算法。该算法的主要思想是根据匹配所得的参数,计算出空间点的深度值等三维坐标。 实验结果表明该方案的理论基础是完全正确的,实验方案也是切实可行的。可以满足现场有些尺度检测及定位检测的需求。为计算机双目视觉识别系统与相应的康复治疗系统相结合提供了较好的基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 前言
• 1.2 项目背景
• 1.3 康复系统的研究动态及现状
• 1.4 本论文的研究内容、目标及发展方向
• 第二章 计算机平行双目视觉系统工作原理
• 2.1 平行双目计算机视觉系统的硬件组成
• 2.2 本课题中的计算机平行双目立体视觉系统
• 第三章 空间几何校正
• 3.1 坐标系
• 3.2 针孔摄像机的模型
• 3.3 传统摄像机的定标方法
• 3.4 摄像机自定标方法
• 第四章 三维空间实物坐标计算
• 4.1 概述
• 4.2 坐标系的选取
• 4.3 计算机平行双目视觉系统的工作原理
• 第五章 立体图像匹配
• 5.1 立体匹配的内容
• 5.1.1 选择匹配基元
• 5.1.2 匹配准则
• 5.1.3 算法结构
• 5.2 立体匹配方法
• 5.2.1 基于区域相关的匹配
• 5.2.2 基于特征的匹配
• 5.3 本课题运用的图像立体匹配方法
• 5.3.1 立体图像特征点的手动提取
• 5.3.2 基于自适应灰度互相关相似性的立体特征点匹配方法
• 第六章 实验结果及分析
• 6.1 系统工作过程的软件结构框架图
• 6.2 各阶段的界面
• 6.3 实验结果分析
• 第七章 总结及下一步工作
• 致谢
• 参考文献
• 附录A