1、PAGE PAGE 10 項目編號 2015年本科生科技(kj)創新創業(chungy)訓練項目(xingm)申 請 書項目名稱 基于雙目視覺的移動物體測距系統研究 項目類型 創新訓練 創業訓練 創業實踐項目周期 1年 2年 項目負責人 學 號 所在學院 聯系電話 北京科技大學教務處2014年10月填 寫 須 知一、項目(xingm)分類說明1創新訓練項目是本科生個人或團體(tunt)，在師指導下，自主完成創新性實驗方法的設計、設備和材料(cilio)的準備、實驗的實施、數據處理與分析、總結報告和科研論文的撰寫等工作。2創業訓練項目是本科生團隊，在導師指導下，團隊中每個學生在項目實施過程中扮演

2、一個或多個具體的角色，通過編制商業計劃書、開展可行性研究、模擬企業運行、進行一定程度的驗證試驗，撰寫創業報告等工作。3. 創業實踐項目是在學校導師和企業導師共同指導下，采用前期創新訓練項目成果或團隊成員已有的研究成果，提出一項具有市場前景的創新性產品或者服務，以此為基礎開展實際的創業實踐活動。二、申請書請按順序逐項填寫，填寫內容必須實習求是，表達明確嚴謹。空缺項要填“無”。三、創業類項目填寫內容說明：項目簡介主要說明項目來源、產品和服務介紹、項目優勢、市場需求等；申請理由包括項目背景和意義、團隊優勢等；項目方案主要闡述執行思路；項目特色與創新主要說明項目特色和可行性；項目預期成果包括商業計劃書

3、、發表論文，調研報告，競賽獲獎、創建和運營公司等相關成果。四、申請大學生創新創業訓練計劃項目團隊的人數含負責人在內不得超過5人。五、填寫(tinxi)時可以改變字體大小等，但要確保表格(biog)的樣式沒有改變；填寫完后用A4紙張雙面打印，不得隨意涂改。六、申報過程(guchng)有不明事宜，請向教務處教學科辦公室聯系咨詢，電話62332202。項目名稱基于雙目視覺的移動物體測距系統研究項目負責人姓 名性別學 號班 級所在學院聯系電話項目組成員指導教師姓 名職 稱所在學院聯系電話王旭工程師高等工程師學云甫工程師高等工程師學、項目簡介（500字

4、以內）本項目基于雙目立體視覺技術，即由不同位置的兩臺(CCD)經過移動或旋轉拍攝同一幅場景，通過計算空間點在兩幅圖像中的視差，獲得該點的三維坐標值。在競技類科技比賽中，采用雙目視覺定位測距系統，能夠提高機器人的智能程度和競爭力，也對提高我國大學生智能控制水平具有重要研究意義。二、選題背景(2000字以內)雙目體視目前主要應用于四個領域：機器人導航、微操作系統的參數檢測、三維測量和虛擬現實。 日本大阪大學自適應機械系統研究院研制了一種自適應雙目視覺伺服系統，利用雙目 體視的原理，如每幅圖像中相對靜止的三個標志為參考，實時計算目標圖像的雅可比短陣，從而猜測出目標下一步運動方向，實現了對動方式未知的

5、目標的自適應跟 蹤。該系統僅要求兩幅圖像中都有靜止的參考標志，無需攝像機參數。而傳統的視覺跟蹤伺服系統需事先知道攝像機的運動、光學等參數和目標的運動方式。日本奈良科技大學信息科學學院提出了一種基于雙目立體視覺的增強現實系統（AR）注冊方法，通過動態修正特征點的位置提高注冊精度。該系統將單攝像 機注冊（MR）與立體視覺注冊和現實場景的三維空間坐標進行非接觸精密測量。哈工大采用異構雙目活動視覺系統實現了全自主足球機器人導航。將一個固定攝像機和一個可以水平旋轉的攝像機，分別安裝在機器人的頂部和中下部，可以同時監 視不同方位視點，體現出比人類視覺優越的一面。通過合理的資源分配及協調機制，使機器人在視野

6、范圍、測跟精度及處理速度方面達到最佳匹配。雙目協調技術可 使機器人同時捕捉多個有效目標，觀測相遇目標時通過數據融合，也可提高測量精度。在實際比賽中其他傳感器失效的情況下，僅僅依靠雙目協調仍然可以實現全自主足球機器人導航。火星863計劃課題“人體三維尺寸的非接觸測量”，采用“雙視點投影光柵三維測量”原理，由雙攝像機獲取圖像對，通過計 算機進行圖像數據處理，不僅可以獲取服裝設計所需的特征尺寸，還可根據需要獲取人體圖像上任意一點的三維坐標。該系統已通過中國人民解放軍 總后勤部軍需部鑒定。可達到的技術指標為：數據采集時間小于5s/人；提供身高、胸圍、腰圍、臀圍等圍度的測量精度不低于1.0cm。雙目體視

7、這一有著廣闊應用前景的學科，隨著光學、電子學以及計算機技術的發展，將不斷進步，逐漸實用 化，不僅將成為工業檢測、生物醫學、虛擬現實等領域的關鍵技術，還有可能應用于航天遙測、軍事偵察等領域。目前在國外，雙目體視技術已廣泛應用于生產、生 活中，而我國正處于初始階段，尚需廣大科技工共同努力，為其發展做出貢獻。三、項目方案（1500字以內）當一個攝像機拍攝圖像時，由于圖像中的像素點坐標相對于真實的世界坐標并不是唯一的，這就造成深度信息的丟失。然而用兩個攝像機同時拍攝圖像時，可以獲取同一場景的兩幅不同的圖像，通過三角測量原理計算圖像像素間的位置偏差，復原三維世界坐標中的深度信息。 f為CCD攝像機的焦距

8、，b為兩攝像機的中心距離，P1(X1,Y1)和P2(X2,Y2)為目標點在兩成像平面內的成像點坐標。取兩攝像機鏡頭中心連線O1O2向右為Z軸正方向，連線中點O為世界坐標系的原點，垂直于X軸所在的水平面向下為Y軸正方向，Z軸正方向為垂直于X軸所在的平面離開攝像機指向目標點點P的方向，建立世界坐標系。根據三角測量原理，目標點的世界坐標為P(X,Y,Z)四、項目特色與創新（500字以內）將雙目視覺技術引入競技機器人技術中，提高了比賽的可觀賞性。采用單片FPGA處理多個攝像頭，提供通用的攝像頭處理技術。將多個采樣鏡頭進行綜合處理，得知機器人360的外界信息。五、項目進度與安排（1000字以內）本項目預

9、計時間12個月，以48周計算：1-3周，詳細方案設計；4-5 周，器件選型； 5-8 周， 控制核心開發板學習，學習使用常用的外設；8-10 周，編寫程序，完成采集；10-13周，利用開發板測試采集程序；13-15周，設計PCB樣板；15-18周， 焊接和調試硬件電路；18-20周， 編寫算法，完成電路設計；20-23周， 編寫程序，測試電路；23-25周，完成數據交換，測試算法與邏輯的連貫性；25-28周，設計最終PCB電路；28-30周，系統整體調試及改進；30-35周，系統完善修改，撰寫實驗總結，感想，項目結題；36-48周，作為機動調整時間。六、項目經費使用計劃（500字以內）項目經費

10、預算：人民幣20000元，具體項目如下：中期檢查前（10000元）：中期檢查后（10000元）：核心開發板+仿真器1600核心開發板+仿真器1600傳感器400傳感器400核心芯片1000核心芯片1000攝像頭1800攝像頭1800電路板制板費2000電路板制板費2000元器件費用1000元器件費用1000工具400工具400七、項目成果形式中期前：可完成功能要求的雙目視覺一套、地面接收裝置一套。結題前：硬件部分包括雙目視覺一套、機器人裝置及相應的使用說明書。軟件部分包括通用多攝像頭處理模塊及其使用說明書。文檔包括結題報告、使用說明書、技術研究報告、至少1篇核心期刊論文。成果特征： 硬件 軟件口 研究報告口 高水平論文口 經濟效益口指導教師意見：簽 名： 年 月 日 學院意見：是否同意立項： 是 口 否 口 建議項目級別： 國家級 口 市級 口 院級 口 教學院長簽字：（公章） 年 月 日學校意見：是否同意立項