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《基于雙目視覺的行人檢測算法研究及其FPGA實現(xiàn)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、碩士學位論文基于雙目視覺的行人檢測算法研究及其FPGA實現(xiàn)RESEARCHONPEDESTRIANDETECTIONALGORITHMBASEDONBINOCULARVISIONANDIT’SIMPLEMENTATIONWITHFPGA劉少輝哈爾濱工業(yè)大學2017年12月國內圖書分類號：TN911.73學校代碼：10213國際圖書分類號：621.3密級：公開工學碩士學位論文基于雙目視覺的行人檢測算法研究及其FPGA實現(xiàn)碩士研究生：劉少輝導師：劉云輝教授申請學位：工學碩士學科：機械電子工程所在單位：深圳研究生院答辯日期：2017年12月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學Classi
2、fiedIndex:TN911.73U.D.C:621.3AdissertationsubmittedinpartialfulfillmentoftherequirementsfortheacademicdegreeofMasterofEngineeringRESEARCHONPEDESTRIANDETECTIONALGORITHMBASEDONBINOCULARVISIONANDIT’SIMPLEMENTATIONWITHFPGACandidate：ShaohuiLiuSupervisor：Prof.YunhuiLiuAcademicDegreeAppliedfor：Ma
3、sterofEngineeringSpeciality：MechatronicEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：December,2017Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文摘要對三維環(huán)境的實時感知與識別是機器人研究領域的關鍵技術。而對行人的檢測與三維位置感知技術，可以幫助機器人更好、更安全的服務人類，具有很大的研究價值。相比其它深度傳感器，雙目視覺系統(tǒng)具有價格低、體積小、功耗低等優(yōu)勢
4、，適合移動機器人的應用場景。但基于雙目視覺系統(tǒng)的行人檢測算法計算量巨大，難以滿足移動機器人對實時性的要求。針對移動機器人對于行人三維位置感知與檢測的實際需求，本文搭建了一個基于XilinxZynq-7000平臺的雙目行人檢測系統(tǒng)。對行人的三維位置感知與檢測技術主要包括：三維環(huán)境信息獲取與行人檢測兩部分。相應地，本文主要研究了雙目視差計算與行人檢測算法在FPGA上的實現(xiàn)。雙目視差計算模塊通過立體匹配算法獲取環(huán)境的視差信息，可以給行人檢測模塊帶來很大的幫助。其中匹配信息可用于驗證行人檢測結果，提高檢測正確率。視差信息可以實現(xiàn)縮小行人搜索區(qū)域、環(huán)境多目標分割、行人三維定位等功能，
5、這對于構建功能更為強大的行人檢測系統(tǒng)具有重要意義。雙目視差計算模塊包括：視頻同步采集、雙目立體校正、Census特征向量提取、SGM算法和視差優(yōu)化等子模塊組成。針對立體匹配算法在搜索時存在計算量大的問題，本文對雙目視覺系統(tǒng)進行了立體校正處理，從而將搜索區(qū)域從二維降到一維。由于8方向路徑聚合算法存在數(shù)據(jù)流與計算流方向相反的問題，本文選用了3方向路徑聚合算法。針對3方向路徑聚合后的視差圖，存在條紋與誤匹配現(xiàn)象。本文使用左右一致性檢驗與中值濾波算法對視差進行了優(yōu)化。行人檢測模塊選用了方向梯度直方圖作為行人特征，采用線性支持向量機對行人進行二分類。其中分類所需的特征向量是通過FPG
6、A實時提取出來的，所需的分類系數(shù)與分類閾值是在PC端使用libsvm工具箱訓練得到的。針對方向梯度直方圖向量歸一化流程過長的問題，本文將SVM分類器內嵌到了特征向量計算模塊。試驗表明，本文搭建的基于雙目視覺的行人檢測系統(tǒng)性能良好。在保持較高精度的同時，能夠滿足移動機器人等場景對于實時性的要求。其中雙目視差計算模塊在幀率為60fps的系統(tǒng)中能正常工作，行人檢測模塊最大速率可達到314fps。本文在FPGA實現(xiàn)的雙目視差計算算法與行人檢測算法可作為視覺加速模塊，對于高速移動機器人環(huán)境感知功能的產品化有一定幫助。關鍵詞：實時圖像處理；嵌入式視覺；雙目視覺；FPGA；行人檢測-I-
7、哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文AbstractReal-timeperceptionandrecognitionof3Denvironmentarethekeytechnologiesinroboticsresearch.Thedetectionofpedestriansandit’sthree-dimensionalposition-sensingtechnologycanhelprobotstoservehumanbeingsbetterandsafer,whichhashugeresearchvalue.Co
