主动三维立体全景视觉传感技术研究

在视频图像信息获取方面，视频信号源质量一直是计算机视觉的瓶颈问题，理想的计算机视觉信号源的获取装置是要能获得与实际物体一一对应的景物深度和色彩对应图的全景视觉传感器。本项目研究具有单发射点的全景彩色结构光发生技术，使得在一个二维的全景视频图像的每一个像素点本身都带有景物的深度信息，采用提高图像空间的信号源质量方法来解决立体视觉测量中的快速匹配问题；研究一种能获得与实际物体一一对应的景物深度和色彩对应图的全景视觉传感器，通过集成全景彩色结构光发生器和全方位视觉传感器来构建一种主动立体全景视觉传感器，实现在全景视觉传感器的成像平面上的任何像素单元都具有景物深度、方位和色彩信息，最终实现用一幅全景图像来直接感知、表达与重构三维全景场景；建立一个科学的和统一的三维视觉坐标系，为后期的模型简化、空间物点的匹配、测量及重构等方面的快速运算以及利用数字几何奠定良好的理论和技术基础。

本项目目标是：研究一种能获得与实际物体一一对应的景物深度和色彩对应图的全景视觉传感器，通过集成全景彩色结构光发生器或者移动面激光扫描发生器和全方位视觉传感器来构建两种不同形式的主动立体全景视觉传感器，实现在全景视觉传感器的成像平面上的任何像素单元都具有景物深度、方位和色彩信息，最终实现用一幅全景图像来直接感知、表达与重构三维全景场景；建立一个科学的和统一的三维视觉坐标系，为后期的模型简化、空间物点的匹配、测量及重构等方面的快速运算以及利用数字几何奠定良好的理论和技术基础。.在基金项目支持下，在项目执行期内开发出了两种不同类型主动式三维立体视觉传感器，获得授权国家发明专利7项，其他申请和公开的发明专利有6项；2013年4月由电子工业出版社（978-7-121-20090-8）出版专著一本，物联网感知技术与应用-智能全景视频感知（57万字）；在国内外重要杂志和IEEE 国际会议上发表学术论文发表论文20篇，其中一篇SCI收录国外期刊一篇研究长文；另外，被国家一级杂志录用论文5篇（预计在2014年正式刊出）；针对某些特定场景及应用领域，开发出相应的演示软件系统，其中授权的软件著作权8项；2012年项目获得了浙江省科技进步奖三等奖，指导的研究生也获得了挑战杯及其他科技奖项多项；培养了在计算机视觉及全景视频分析方面的博士和硕士研究生15名，同时也为从事物联网技术研发的企业培养了20余名工程技术人才。曾3次受国家协会和组织邀请在大会上做科技特邀报告。经过团队成员的共同努力，本基金项目全面完成了提交给基金委的申请项目中预期的目标，并在有些方面超额完成相应技术指标。.本基金项目国拨经费33万，已全部应用于主动式三维立体视觉传感器的研发、论文和专著的出版，专利的申请和研究生的劳务费等方面。由于研制了两种不同类型的主动式三维立体视觉传感器，实际产生的费用要远高于申请书中的预算，项目负责人通过其他横向经费及时填补了在项目执行过程中出现的经费不足问题。同时，这些横向经费也是本项目将科研成果转化成生产力时获得的，目前有不少相关企业希望与项目团队合作，开拓物联网时代的三维立体视觉新市场。.本项目的研究成果在3D全景视觉感知领域建立了良好的技术基础和理论体系，正在逐步地将该科技成果科技成果向工业产品进行产业转换，为在物联网时代的技术创新做出一份贡献。最后再次对对国家基金的资助表示感谢。