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基于PYNQ平台的双目视觉测距系统设计
基于PYNQ平台的双目视觉测距系统设计
摘要:
双目视觉测距系统在机器人导航、自动驾驶等领域具有广泛的应用前景。本文结合PYNQ平台，设计并实现了一个基于双目视觉的测距系统。首先介绍了双目视觉测距原理和流程，然后详细阐述了PYNQ平台的工作原理和架构。接着，我们设计了测距系统的硬件架构和软件流程，并进行了实际的实验验证。实验结果表明，本系统能够准确地测量出目标物体与相机之间的距离，并具有较高的精确度和实时性。该系统的设计提供了一种基于PYNQ平台的双目视觉测距方案，为相关领域的研究和应用提供了一定的参考价值。
关键词:双目视觉、测距系统、PYNQ平台、硬件架构、软件流程
1.引言
随着机器人技术和计算机视觉技术的快速发展，双目视觉测距系统成为了研究的热点之一。双目视觉测距系统通过计算左右两个相机看到同一个物体时的视差，从而测量出目标物体与相机之间的距离。它具有测量精度高、适用范围广和计算速度快等优点，在机器人导航、自动驾驶、三维重构等领域有着广泛的应用前景。
2.双目视觉测距原理
双目视觉测距系统的原理基于以下两个基本假设：(1)相机成像系统是线性的，(2)相机的畸变在两个相机之间是相同的。根据这两个假设，可以通过求解立体观测方程组来计算目标物体与相机之间的距离。
3.PYNQ平台简介
PYNQ(PythonProductivityforZynq)是一种基于XilinxZynq系统的开发平台，它将Python和JupyterNotebook的灵活性与可编程逻辑IP的高性能相结合。PYNQ平台可以很好地支持图像处理和计算机视觉任务，为双目视觉测距系统的设计提供了强大的硬件加速和软件支持。
4.硬件架构设计
双目视觉测距系统的硬件架构由双目相机、PYNQ开发板和计算机构成。双目相机用于采集左右两个视角的图像，PYNQ开发板负责图像的预处理和视差计算，计算机则用于图像显示和数据处理。
5.软件流程设计
双目视觉测距系统的软件流程可以分为图像采集、图像预处理、视差计算和测距结果显示四个步骤。具体流程如下：(1)使用PYNQ平台的API接口采集左右两个相机的图像，(2)对采集到的图像进行预处理，包括图像的去畸变、图像的校正和图像的匹配等操作，(3)通过计算两个图像之间的视差，得到目标物体与相机之间的距离，(4)将测距结果通过显示器显示出来。
6.实验与结果分析
我们使用PYNQ平台和双目相机，设计了一个基于双目视觉的测距系统，并进行了实际的实验验证。实验结果表明，本系统能够准确地测量出目标物体与相机之间的距离，并具有较高的精确度和实时性。
7.结论
本文设计并实现了一个基于PYNQ平台的双目视觉测距系统。通过实验验证，该系统能够准确地测量出目标物体与相机之间的距离，并且具有较高的精确度和实时性。该系统的设计为相关领域的研究和应用提供了一种基于PYNQ平台的双目视觉测距方案。
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