一种用于高速三维跟踪的小型可开窗复眼系统

摘要：

为了实现对近景目标的高速三维跟踪,设计了一种小型仿生复眼系统,并将其与可开窗相机相结合.介绍了系统的结构与设计原则,提出了一种适用于多孔径系统的跟踪与探测策略.利用卡尔曼滤波器对图像传感器进行多路并行开窗,从而克服视场与空间分辨率对跟踪速度的制约,在较低代价的前提下实现了高速三维跟踪.采用蔡氏两步法对7子眼复眼镜头进行了统一标定,并建立了归一化多目探测模型,在实时跟踪的基础上实现了三维信息获取.为了验证系统的高速三维跟踪效果,在3 000 f/s的帧频下,对一个以10 r/s的角速度做匀速圆周运动的目标进行了实时跟踪,并重构出目标在距相机150 mm处的三维运动轨迹.实验结果表明,系统能够有效实现对高速运动目标的实时跟踪与三维粗定位.分析了影响系统三维探测精度的因素以及提高精度的方法,为用于全景高速三维探测的复眼跟踪系统的研制奠定了基础.

关键词：复眼、开窗、卡尔曼滤波、高速、三维跟踪

所属期刊栏目：25

分类号：TH703(仪器、仪表)

资助基金：国家重点基础研究发展计划（973计划）;国家外专局引智计划;国家自然科学基金;天津市自然科学基金

在线出版日期：2014-10-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1796-1802