4。1  OpenCV的介绍 21

4。2  图像采集与显示软件 22

4。3  摄像头视频读取 23

4。4  边缘检测介绍 25

4。5  本章小结 27

结  论 29

致  谢 30

参 考 文 献 31

1  引言

1。1  课题背景与研究意义

在现实的应用情况中，一些小型的飞行器需要在一些GPS无法工作的地点进行工作，那么此时飞行器的导航就会迫切的依赖视觉系统，飞行器利用视觉系统拍摄所获得的图像来获取所处环境前方目标的深度信息，之后再经过计算和分析，给飞行器的控制以及飞行路线的确定提供了可靠的依据。而飞行器通常是微型的，这样导致的结果就是飞行器的负载的能力不是很强，所以需要为这样的飞行器设计轻型的立体视觉系统。论文网

一般的单相机的视觉系统只是能够获得较小的视场和有限的场景信息。于是，近些年来视场范围更大，获取场景信息更多的全方位立体视觉系统开始流行起来。目前获取全方位视觉信息的方法有[1]：

(1)旋转成像[2]，利用普通相机加旋转云台的方法，解决普通相机视场小的不足是通过使用云台旋转的方法，但这样导致的缺点就是得到的图像会有延时，这是因为云台的旋转速度有限，这样的缺点就导致了旋转成像不适合应用在移动较快的物体；

(2)多相机成像[3]，这个方法是通过利用图像的无缝拼接技术来拼接由多个不同的相机在同一个时刻得到的不同的图像。多相机成像的缺点则是系统太过于复杂，这是因为系统是由多个相机组成的，导致系统需要处理这多个相机的大量数据。多相机成像的特点就决定了，这不适合使用在场景大的情形；

(3)鱼眼镜头成像[4]，方法是通过鱼眼镜头来得到接近半球视场范围的图像。优点是视场很广。缺点则是应用范围有限，原因一个是鱼眼成像的畸变较大，另一个则是成像原理较为复杂，很难把图像变成适合常人观看的图像；

(4)折反射成像[5]，由反射镜面和相机这两个组成。视场较大，这是通过利用相机镜头前的反射镜面做到的，视场的范围是水平方向的360°和垂直方向的一定角度。折反射镜成像的反射镜面包括抛物面、双曲面、椭球面等，图像也存在畸变，优点是折反射镜的成像原来简单，同时很简单的就能做到把图像转换成适合人眼视觉的图像；

通过上面四种方法对比可知，折反射镜的成像原理简单，视场较广，非常适合本文轻型立体视觉系统的研究。

1。2  折反射镜的研究现状

折反射全方位立体成像的成像装置简单，通过特殊加工的反射镜面把周围的信息汇总到反射镜面，具有较大的视场。这项技术在近些年来发展迅速，也因此得到了充分的关注。折反射全方位的立体成像可以用凸面的反射镜和凹面的反射镜，而凸面的反射镜可以获得的较为广阔的场景，所以更为常用。目前常见的几种折反射全方位的立体成像系统[6]：

（1）双相机双镜面折反射全方位立体的成像系统：这是由北京理工大学的贾云得等人提出的，这个全方位立体视觉系统是由两个双曲面镜以及两个相机组成的水平基线构成的。

（2）三相机折反射全方位立体的成像系统：这是由George G。 Barton等人提出的。三个折反射全方位成像系统组成了这个系统装置，三相机全方位立体视觉系统是立足在广角全景相机基础上的。