基于图像识别的定位技术(修改版).doc

申请受理编号：项目密级：公开秘密机密绝密国家高技术研究发展计划（863计划）主题项目申请书技术领域名称：主题项目名称：牵头申请单位:项目申请负责人：中华人民共和国科学技术部二 年 月 日填 写 说 明一、请严格按照表中要求填写各项。二、主题项目由法人提出申请，可以由一家单位申请，也可以由多家单位联合申请， 联合申请单位不超过10家.项目牵头申请单位指定一名自然人担任项目申请负责人.每个项目申请只能有一个牵头申请单位和一个申请负责人,在该项目批准后的实施过程中，是该项目的牵头单位和首席专家。三、申请书中第一次出现外文名词时，要写清全称和缩写，再出现同一词时可以使用缩写。四、组织机构代码是指项目申请单位组织机构代码证上的标识代码，它是由全国组织机构代码管理中心所赋予的唯一法人标识代码。五、申请者应客观、真实地填报申请材料,尊重他人知识产权，遵守国家有关知识产权法规.在申请书中引用他人研究成果时，必须以脚注或其他方式注明出处，引用目的应是介绍、评论与自己的研究相关的成果或说明与自己的研究相关的技术问题。对于伪造、篡改科学数据，抄袭他人著作、论文或者剽窃他人科研成果等科研不端行为，一经查实，将记入信用记录。六、填写主题项目申请书时，需同时填写项目拟下设课题的课题申请书，一并提交国家科技计划项目申报中心。七、项目牵头申请单位的管理员用户需在审核意见中填写单位法定代表人姓名,提交国家科技计划项目申报中心后,即视为审核意见有效。一、项目基本信息项目名称技术领域行业领域项目密级预计完成年限预期成果类型发明专利 新产品(或农业新品种) 新装置 新材料 新工艺(或新方法,新模式)计算机软件技术标准 论文论著 其他项目牵头申请单位信息单位名称通讯地址单位性质邮政编码所在地区单位主管部门联系电话组织机构代码传真号码单位成立时间电子信箱项目申请负责人信息姓名性别出生日期职称最高学位从事专业固定电话移动电话传真号码电子信箱证件类型证件号码您是中国科学院院士中国工程院院士外国科学院院士千人计划入选者中科院百人计划教育部长江学者基金委国家杰出青年其他项目联系人信息姓名固定电话移动电话电子信箱联合申请单位信息单位名称单位性质组织机构代码项目经费来源（万元）1、申请从专项经费获得的资助2、自筹经费来源（1）其他财政拨款（2）单位自有货币资金（3）其他资金21二、项目主要研究人员情况（本部分字数要求3000字以内）序号姓 名性别出生日期职称职务专业累计为本项目工作时间（人月）项目中职务（申请负责人或项目下设课题负责人）及分担的任务所在单位123456789102.1项目申请负责人主要情况（从事过的主要研究工作及所负责任，主要研究成果、发明专利和获奖情况，在国内外主要刊物上发表论文情况，特别是与本申请项目相关的研究成果情况）2.2项目主要研究人员承担或参与过的863计划和其他国家科技计划课题情况(请填写下表，如有未尽事宜应进行说明）姓名课题名称专项经费(万元）课题开始时间课题结束时间所属科技计划在课题组中的职务(课题负责人或成员）其他说明事项:三、项目总体情况（本部分字数要求15000字以内）3。1项目简介(简要说明项目的总体目标、主要技术和经济指标，主要研究内容等.字数要求1500字以内)项目总体目标：对一个或多个图像进行处理，获取目标物信息,确定目标物位置。项目主要研究内容分两方面：一.对图像处理，获取目标物信息;二。对目标物的边缘进行检测，确定与周围环境关系，从而进行定位处理.目前技术的主要应用领域可以归纳为以下几个方面：1。单目（双目）摄像头实现定位技术2.机器人总动导航技术3.在多种不同恶劣环境（深海，沙漠,航空)下进行定位技术。 主要技术：一 图像匹配方面（1）图像预处理:由于检测的环境往往恶劣，所以检测到的图像将受到不同程度的噪声或信号（光照,温度，噪声等)干扰，所以图像预处理是极其重要步骤：1。图像增强（利用空间域法或频率域法减少噪声污染)。2。图像滤波（利用均值滤波法,中值滤波法,自适应滤波法一定程度上消除图像自带的脉冲噪声,椒盐噪声，高斯噪声等）。3。图像锐化（利用Sobel锐化，拉普拉斯算子算法，空间高通滤波方法突出图像边缘信息,加强图像轮廓信息)。4。图像分割（运用多种技术从摄像头中获取目标，常见的算法有边缘分析法（用于检测边界),聚类法，阈值法，区域生长法,使用分水岭变换法（用于检测区域).5。形态学图像处理技术 (2）图像匹配 当前主流的图像匹配技术主要有SIFT匹配法和SURF匹配法（1） SIFT匹配最大的优点是尺度不变性，主要步骤分为四步:尺度空间检测关键点定位方向确定关键点描述（2） SURF匹配SURF算法是基于SIFT算法的一种简化算法.优点是速度快,但是准确率下降,误匹配点数目增多从论文来看，国内主流匹配方法是SIFT匹配二 定位方面1. 传统定位方法用一个结构已知、精度很高的标定块作为空间参照物,通过空间点和图像点之间的对应关系简历摄像机模型参数的约束，然后通过优化算法来求取这些参数2. 自标定方法 不需要标定物，仅依靠多幅图像之间的对应关系进行标定，是的场景未知和摄像机运动任意的一般情况下标定成为可能.自标定算法主要不足在于其鲁棒性差3. 基于主动视觉的摄像机标定指与“已知摄像机的某些运动信息”下的摄像机标定,与自标定一样，它也是一种仅从图像对应点进行标定的方法，不需要标定物,但需要控制摄像机做某些特殊运动该方法的主要缺陷是成本过高,不适合运动参数未知或无法控制的场合。 其他定位技术:蓝牙定位技术：基于接受信号强弱指示的定位技术，具有成本低，使用方便特点,但是精度不高.其定位原理是通过RSSI来估算目标与锚节点的距离,进而算出目标位置。误差来源的原因是：底层协议中会根据需要自动调节发射频率;室内环境中多存在多径效应.其中主要运用的定位算法是:质心定位算法 超声波定位技术：一般采用传播时间检测法进行,即测量超声波从发射换能器发出经空气传播到接受换能器所用时间t,将t与其在空间中传播速度相乘,得到超声波此时在空间中传播速度S。通过该方法,可对处于空间坐标系中的物体位置进行测算,实现局域空间定位功能。3.2项目所涉及主要技术的国内外发展现状、趋势以及知识产权状况的分析1。2。1 摄像机标定研究现状目前，摄像机标定技术可以分为两类：传统摄像机标定技术和自标定技术.（1）传统摄像机标定技术摄像机标定就是确定摄像机内外参数的过程，这些参数定量地描述了空间物体表面某点的三维几何位置与其在图像中对应点之间的相互关系。摄像机的内部参数指的是摄像机成像的基本参数，摄像机的外部参数指的是摄像机相对于外部世界坐标系的方位。摄像机标定的目的就是获取这些内外参数。传统摄像机标定技术是利用一个标准参照物与其对应图像的约束关系,来确定摄像机模型的参数,可以用一幅以上的图像进行标定，已经有较成熟的方法和理论。较为典型的就是Tsai1提出的两步法，其余还有：透视变换标定、双平面标定法、张正友标定法.（2）摄像机自标定技术摄像机自标定技术于1992年Hanley和Faugeras等首次提出5,目前已成为计算机视觉领域的研究热点之一.它不同于传统的摄像机标定技术，它无须利用一个标准的参照物以获得准确的三维信息，而是通过控制摄像机运动得到图像序列,试图利用从图像序列的匹配信息中得到的约束关系来计算摄像机模型的参数。它非常适用于光学参数（如焦距、放大倍数等)随工作任务的变化而变化的场合，而且使在线、实时地矫正摄像机模型参数成为可能.1。2。2 图像匹配研究现状图像预处理方面1.图像增强（利用空间域法或频率域法减少噪声污染）。2。图像滤波(利用均值滤波法，中值滤波法，自适应滤波法一定程度上消除图像自带的脉冲噪声,椒盐噪声，高斯噪声等）。3.图像锐化（利用Sobel锐化,拉普拉斯算子算法，空间高通滤波方法突出图像边缘信息,加强图像轮廓信息).4。图像分割（运用多种技术从摄像头中获取目标,常见的算法有边缘分析法(用于检测边界),聚类法，阈值法,区域生长法，使用分水岭变换法(用于检测区域）)。5.形态学图像处理技术 （2）图像匹配 当前主流的图像匹配技术主要有SIFT匹配法和SURF匹配法（1） SIFT匹配最大的优点是尺度不变性，主要步骤分为四步：尺度空间检测关键点定位方向确定关键点描述（2） SURF匹配SURF算法是基于SIFT算法的一种简化算法.优点是速度快,但是准确率下降,误匹配点数目增多从论文来看，国内主流匹配方法是SIFT匹配3。3本项目需要解决的技术难点和可能的创新点,拟获取的主要知识产权 技术难点：光照，温度，噪音等多方面噪声对图像产生的影响造成的误匹配。主要创新点：通过对图像预处理的特殊方法达到使图像显示更为清楚，减少失真。主要知识产权：可以做基于在雾霾情况下的图像匹配研究3.4项目的总体技术路线和可行性分析总体技术路线为：图像匹配（确定目标物体,获得一个或多个空间参照物）-通过摄像头技术对目标物体进行定位一 图像匹配方面（1）图像预处理:由于检测的环境往往恶劣，所以检测到的图像将受到不同程度的噪声或信号(光照,温度,噪声等)干扰,所以图像预处理是极其重要步骤：1.图像增强（利用空间域法或频率域法减少噪声污染）。2。图像滤波（利用均值滤波法,中值滤波法，自适应滤波法一定程度上消除图像自带的脉冲噪声，椒盐噪声，高斯噪声等).3.图像锐化（利用Sobel锐化，拉普拉斯算子算法，空间高通滤波方法突出图像边缘信息，加强图像轮廓信息）。4。图像分割（运用多种技术从摄像头中获取目标,常见的算法有边缘分析法(用于检测边界），聚类法，阈值法,区域生长法,使用分水岭变换法（用于检测区域)）。5。形态学图像处理技术 （2）图像匹配 当前主流的图像匹配技术主要有SIFT匹配法和SURF匹配法（3） SIFT匹配最大的优点是尺度不变性，主要步骤分为四步：尺度空间检测关键点定位方向确定关键点描述（4） SURF匹配SURF算法是基于SIFT算法的一种简化算法。优点是速度快，但是准确率下降，误匹配点数目增多从论文来看，国内主流匹配方法是SIFT匹配二 定位方面4. 传统定位方法用一个结构已知、精度很高的标定块作为空间参照物，通过空间点和图像点之间的对应关系简历摄像机模型参数的约束，然后通过优化算法来求取这些参数5. 自标定方法 不需要标定物,仅依靠多幅图像之间的对应关系进行标定，是的场景未知和摄像机运动任意的一般情况下标定成为可能。自标定算法主要不足在于其鲁棒性差6. 基于主动视觉的摄像机标定指与“已知摄像机的某些运动信息下的摄像机标定,与自标定一样,它也是一种仅从图像对应点进行标定的方法，不需要标定物，但需要控制摄像机做某些特殊运动该方法的主要缺陷是成本过高，不适合运动参数未知或无法控制的场合。3.5项目研究的年度进度安排3。6项目预期研究成果及应用前景分析（预期可获得的成果、知识产权、人才培养、基地建设等情况；预期研究成果的国内外应用或市场现状、潜在用户、市场前景，经济效益和社会作用等）四、项目实施方案(本部分字数要求10000字以内)4。1 项目任务分解情况课题名称建议课题 承担单位 建议课题负责人身份证件号码建议专项经费（万元）注：项目下设课题的建议承担单位必须从项目牵头申请单位和联合申请单位中产生。其它说明事项：4。2项目下设各课题与项目总体目标之间的关系4。3项目组织方式及管理机制（主要说明各课题围绕项目总体目标的分工、协作机制,课题研究成果围绕项目总体目标集成的组织实施方式等)五、项目牵头申请单位及联合申请单位情况（本部分字数要求2000字以内）5。1项目牵头单位基本情况(包括单位的经济技术实力、组织管理水平、相关研究基础,科研人员、科研投入、科研成果应用，拥有创新型企业、国家（重点）实验室、国家工程技术研究中心等国家级科研基地情况，以及承担国家计划项目/课题等情况)5。2联合申请单位基本情况（简要介绍相关单位的研究基础等情况)六、附件6.1项目牵头申请单位和联合申请单位之间的联合申请协议或合同（协议或合同中应加盖所有申请单位的公章并扫描上传至附件中，若项目只有一家申请单位可不填写此项)6.2其他七、审核意见项目牵头申请单位意见 法定代表人姓名： 二 年 月 日八、声明本项目牵头申请单位及申请负责人承诺：项目申请书中所有信息真实准确。如有失实，愿意承担相关责任。项目申请负责人姓名：项目牵头申请单位法定代表人姓名：年 月 日其他需要声明的事项是否1.本项目研究是否涉及关系国家安全和利益的敏感技术内容（公开级申请书不得包含此内容)?2。 本项目研究是否涉及科技伦理、生命伦理、环境伦理等伦理问题？如涉及，请在其他附件中说明本研究涉及的敏感伦理问题及其处理方式。3.是否有申请回避本项目评审的同行专家？如有，请在下表中列出不超过2名的建议回避的同行专家名单.项目申请单位（申请负责人）回避申请表申请受理单位： 由于存在学术观点冲突，在对本课题申请进行评审/评议过程中，请求有关专家或单位予以回避(最多可申请回避两名专家和一家单位，单位回避的原则是，大学到院系，研究院到法人所(中心），企业到法人单位）：专家姓名工作单位回避理由单位名称回避理由