基于全方位视觉的独居老人监护系统

现有的独居老人监护系统存在算法复杂度高、监护效率低、不能保护老人日常隐私等问题。为此,提出一种基于全方位视觉的独居老人监护系统。利用全方位视觉传感器(ODVS)获取老人的全景视频图像,设计运动历史/能量图像算法用于目标跟踪,根据ODVS的成像特点,采用与ODVS距离位置不同的人体模型实现姿态识别,建立家庭空间与环境要素之间的映射关联,以提高行为检测的鲁棒性和可靠性,并通过ODVS标定和人体对象跟踪获得老人的活动量信息。实验结果表明,该系统的鲁棒性和实时性较强,检测准确率较高,能满足独居老人监护的需要。     

基于立体视觉的立体拍摄参数自动获取方法

现有的3D摄像机在立体拍摄过程中参数调整困难,难以保证左右2台摄像机动作的协调性和一致性。针对该问题,提出一种基于立体视觉的立体拍摄参数自动获取方法。由4台全方位视觉传感器构成的全景3D摄像机获取全景立体图像,通过立体图像处理技术自动获取立体拍摄所需要的汇聚点位置、拍摄距离、焦距以及光圈系数等参数。实验结果表明,该方法能有效保证焦距、拍摄方向、拍摄角度和3D深度等3D拍摄参数的一致性,解决3D拍摄过程中2台摄像机在拍摄动作以及立体景深参数调整等协调难的问题,在拍摄3D全景视频图像的同时进行3D特写视频图像的拍摄,实现在显示器上全景点控的自动3D特写视频图像拍摄。     

全球面无死角的全方位视觉传感器的设计

为了获取整个球面全景图像,提出了全方位视觉传感器(omni-directional vision sensor,ODVS)的二次折反射的成像原理并设计了折反射镜面.利用4阶Runge-Kutta算法求得了镜面曲面的数值解,通过组合镜头的设计实现ODVS与广角镜头的集成以消除ODVS的固有死角,然后,将两台无死角的ODVS装置以背靠背的方式进行连接,并将所获取的全景视频图像进行展开及无缝拼接得到360°* 360°视频图像.实验结果表明,所设计的ODVS装置可以获取全球面的视场范围,在视频监控领域有重要的应用价值.     

基于全方位计算机视觉的遗留物检测系统

针对目前在遗留物检测方面所存在的检测范围小、误检率过高和无法捕捉到遗留物放置者等问题,设计了一种基于全方位计算机视觉的遗留物检测系统;首先,采用全方位视觉传感器(Omni-Directional Vision Sensors,ODVS)来获得更大范围的全景视频检测区域;其次,利用一种基于两个不同更新率的改进的混合高斯分布模型的建模方法,获得两个背景模型,再通过当前帧与获得的两个背景模型进行差分运算得到当前帧的暂时静止对象;再次,根据时间指标和距离指标判定暂时静止对象是否属于遗留物;最后,将遗留物所处的空间展开成透视图来进行报警;实验结果表明,该系统能有效地检测全景范围内的遗留物,具有较高的检测精度和鲁棒性。     

基于全方位计算机视觉的盗窃事件检测

为了实现公共场所的安防监控智能化,结合全方位视觉传感器（ODVS）、动态图像处理等技术设计出一种盗窃事件检测系统。首先,通过ODVS来获得360°无死角、大范围的全景视频防盗检测区域;其次,提出了一种基于两个不同画面更新率的混合高斯模型进行背景建模的动态图像处理方法来获取特殊背景对象,同时还能区分场景内的运动对象和纯背景对象;将被盗窃的物体作为特殊背景对象进行检测。实验结果表明,该盗窃事件检测系统具有检测范围广、检测精度高、鲁棒性好和实时性高等优点。     

同向式双目立体全方位视觉传感器的设计

为了获取立体全景图像,利用双曲面折反射镜面构成的全方位视觉传感器(Omni-Directional Vision Sensor,ODVS)具有固定单视点、水平方向360°、垂直大范围视场等成像特点,将两个具有相同成像参数的ODVS以面对背方式进行组合构成一种新型的双目立体全方位视觉传感器;组合时将上下两个ODVS的单视点固定在同一轴线上,并将两个ODVS的成像平面垂直于该轴线;组合而成的双目立体全方位视觉传感器能简化成像单元的标定、极线的配准以及特征点匹配等繁琐的步骤.实验结果表明,设计的双目立体全方位视觉传感器能有效解决极线约束难题、快速实现全景立体图像的特征点匹配、降低物点深度测量的复杂度.     

基于全方位视觉的人证同一性检验装置

针对目前人证同一性检测效率低,精度差,证件信息使用不充分等同题,提出了一种由身份证读卡器、全方位视觉传感器(ODVS,Omni--Directional Vision Sensors)和嵌入式系统构成的人证同一性检验装置;通过身份证读卡器读取身份证内的身份证持有者的人脸图像,采用ODVS抓拍身份证持有者的人脸图像,然后利用模块2DPCA算法将身份证内的人脸图像与抓拍的人脸图像进行比对,根据比对的结果得出的Frogenous范数与已设置好的阈值进行比较,若小于阈值就判定为身份证持有者和证件所有者是同一个人;实验结果表明,设计的人证同一性检验装置具有检验速度快、验证精度高,被检验者非约束、系统鲁棒性高等优点.     

具有无线通信和全景视觉功能的集装箱吊具

集装箱吊装过程中将集装箱吊具上的四角旋锁对准集装箱的角孔是一项高难度的工作,针对目前在吊装作业时集装箱的角孔位置看不见,对不准等问题,提出了一种具有无线通讯和全景视觉功能的集装箱吊具;首先,采用全方位视觉传感器(Omni-Direction-al Vision Sensors,ODVS)来采集集装箱的顶部全景视频图像,以便装卸人员能快速地将集装箱吊具对准集装箱的角孔;其次,利用无线通讯技术将所采集的全景视频图像传输到驾驶室的显示屏幕上;通过对1m和30m位置的图像采集试验结果说明,这种带有无线通讯和全景视觉功能的集装箱吊具抗干扰性能好、无需布线、安装方便等优点,可以实现集装箱装卸过程的全景实时无死角监控.     

一种无线远程传输现场全景图像的头盔

提出了一种具有无线网络通信、获取全景现场图像功能的头盔设计,属于光学技术、计算机图像处理技术和网络通信技术在安全监控方面的应用;通过全方位视觉传感器获得水平方向360°的全景视频图像使得安全监控的范围更宽广,通过视频压缩和无线通信网络技术手段使得全景视频图像分辨率为640×480像素情况下,传输速率达到20帧/秒,满足了采集和监控现场全景视频图像的要求;实验结果表明,具有无线远程传输现场全景图像的头盔在安全保护基本属性基础上增加了现场360°全景图像实时采集和传输功能;该成果产品可装备和应用于消防部队、公安警察、边防警察、海警、森林警察中的特别人员和矿山勘探、防汛防灾指挥等特殊场合。     

基于全景视觉的移动机器人的运动目标检测

在动态背景下的运动目标检测中,由于目标和背景两者都是各自独立运动的,在提取前景运动目标时需要考虑由移动机器人自身运动引起的背景变化。仿射变换是一种广泛用于估计图像间背景变换的方法。然而,在移动机器人上使用全方位视觉传感器(ODVS)时,由于全方位图像的扭曲变形会 造成图像中背景运动不一致,无法通过单一的仿射变换描述全方位图像上的背景运动。将图像划分为网格窗口,然后对每个窗口分别进行仿射变换,从背景变换补偿帧差中得到运动目标的区域。最后,根据ODVS的成像特性,通过视觉方法解析出运动障碍物的距离和方位信息。实验结果表明,提出的方法能准确检测出移动机器人360°范围内的运动障碍物,并实现运动障碍物的精确定位,有效地提高了移动机器人的实时避障能力。