本章主要阐述双目立体识别技术在火灾中的研究背景和研究意义,接着对国内外的研究状态进行了综述,最后概括了课题主要研究的问题和所采用的技术手段。
1.1 选题研究背景和意义
传统的火灾检测系统从探测内容上大体可以分为感光型、感温型、感烟型和感声型这四大类。但随着人们对火灾探测有更高的要求,且传统的火灾探测器存在响应时间较长、系统不稳定等的缺点,人们开始发展新型的火灾检测装置,如复合检测、智能化检测以及图像型的火灾检测等等。再者,由于环境中的各种因素干扰,如温度、粉尘、风、高度等,以及室外、大空间等特殊环境要求的存在,传统火灾探测器几乎无法得到有效的应用。而由于物质燃烧时发出的不同频率光波,以及火焰燃烧时存在闪频、色调方面的特征,图像型火灾检测有着很大的优势[ ]。
随着机器视觉的疾速发展,以人眼作为基础的双目视觉系统获得了越来越多领域的关注。Dimitris[ ]将双目视觉系统应用到生物医学方面,并结合结构光可以用来检测直径小于1cm的皮肤肿瘤,从而增加了手术规划的准确性。Curry[ ]早在几十年前就提出应用双目视觉系统到森林火灾探测。顾骋[ ]将绝对误差累积(SAD)应用到立体匹配部分,实现人头检测算法从而满足人流统计的要求。所以我们可以发现,时至今日,双目立体机器视觉系统可以在多领域得到应用,且探测深度和目标大小较为多元化。
1.2 国内外研究现状
1.3 本课题主要研究的问题和采用的技术手段
本课题针对燃烧的火焰,利用MicroVision双目立体视觉平台来判断火情大小,并对火情点距离和方位做出较为准确的判断。
针对火焰的探测过程,基于双目视觉系统的开发主要分为以下几大模块:
图1-1 双目视觉探测火焰的整个系统流程图
在熟悉MicroVision双目立体视觉系统的硬件以及软件的基础上,通过相关说明手册学会相机与图像文件的操作,对相机进行布置,并合理使用光源。在系统标定模块中,研究如何高精度的标定系统。针对图像处理,研究如何快速准确的获取火焰目标特征。在立体匹配模块中,研究如何高效获取同名点。在三维测量的模块中,需要对目标点进行测量并进行数据的处理。课题主要采用的技术手段如下:
(1)采用MicroVision双目立体视觉系统的硬件和软件作为测试开发平台,利用该平台提供的API函数动态库完成系统各模块的搭建。
(2)以Visual Studio 2010作为软件的开发环境,使用C++语言在源码的基础上,修改或编写算法动态库。
(3)研究被提取物体的特性,为函数设置合理的参数数值。
(4)通过搜集并查阅资料,以及向老师请教等方法,完善系统的构建和程序的运行
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