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　　摘 要：本项目是针对于双目视觉跟踪的算法研究。首先主要介绍相关的背景以及双目视觉的概念。之后对于在项目中运用到的设备Kinect摄像头做一个介绍，对于主要实现跟踪的骨骼跟踪技术做一个阐述。再者就是介绍整个程序的原理及实现，并对整个项目的实验效果进行展示。本项目的研究也可以很好的移植到机器人的平台上，实现机器人的跟随，识别功能，使得本次的研究更具有实用性。

　　关键词：双目视觉，Kinect摄像头，骨骼跟踪，导航

　　1概述

　　双目视觉技术是当前计算机视觉研究的重点和热点，双目视觉对物体的感知过程主要是模仿人眼对物体的感知过程，简便可靠，具有较大的应用前景，一直以来也是受到国内外专家学者的重视。由于双目视觉技术直接模仿人眼，并且可以满足实时性要求，所以越来越广泛的运用到计算机视觉，机器人跟踪识别，车导航等领域，实现未知场景感知，空间位置定位灯功能。因此对于双目视觉的跟踪算法的研究具有十分重要的现实意义。

　　本项目的研究是在Windows7的系统中，利用VS2010设计出的双目视觉跟踪技术程序。这里主要是运用到了基于Kinect摄像头的骨骼跟踪技术，可以实现动态物体的跟踪。本研究的成果也可以很好地移植到机器人的平台上去实现机器人的目标跟踪。

　　本文中首先介绍了相关的背景，之后介绍了双目视觉技术，随后对于程序中运用到的Kinect摄像头，骨骼跟踪技术进行了介绍。之后对于具体的程序实现做了一个分析，主要是整个代码编写的原理，并着重阐述了骨骼跟踪技术的核心代码。然后是整个程序的运行效果进行一个展示，保证了程序的有效性。

　　2双目视觉

　　双目视觉（Binocular Vision）是机器视觉的一种重要形式，它是基于视差原理并利用成像设备从不同的位置获取被测物体的两幅图像，通过计算图像对应点间的位置偏差，来获取物体三维几何信息的方法。

　　双目视觉测量方法具有效率高、精度合适、系统结构简单、成本低等优点，非常适合于制造现场的在线、非接触产品检测和质量控制。对运动物体（包括动物和人体形体）测量中，由于图像获取是在瞬间完成的，因此视觉方法是一种更有效的测量方法。双目视觉系统是计算机视觉的关键技术之一，获取空间三维场景的距离信息也是计算机视觉研究中最基础的内容。

　　双目视觉的开创性工作始于上世纪的60年代中期。美国MIT的Roberts通过从数字图像中提取立方体、楔形体和棱柱体等简单规则多面体的三维结构，并对物体的形状和空间关系进行描述，把过去的简单二维图像分析推广到了复杂的三维场景，标志着视觉技术的诞生。随着研究的深入，研究的范围从边缘、角点等特征的提取，线条、平面、曲面等几何要素的分析，直到对图像明暗、纹理、运动和成像几何等进行分析，并建立起各种数据结构和推理规则。特别是上世纪80年代初，Marr首次将图像处理、心理物理学、神经生理学和临床精神病学的研究成果从信息处理的角度进行概括，创立了视觉计算理论框架。这一基本理论对视觉技术的发展产生了极大的推动作用，在这一领域已形成了从图像的获取到最终的三维场景可视表面重构的完整体系，使得视觉已成为计算机视觉中一个非常重要的分支。经过几十年来的发展，视觉在机器人视觉、航空测绘、反求工程、军事运用、医学成像和工业检测等领域中的运用越来越广。

　　3、Kinect摄像头

　　3.1相关介绍

　　Kinect是微软在2009年6月2日的E3大展上。正式公布的XBOX360体感周边外设。Kinect彻底颠覆了游戏的单一操作。使人机互动的理念更加彻底的展现出来。网友普遍称其中文名为“啃奶特”

　　它是一种3D体感摄影机（开发代号“Project Natal”），同时它导入了即时动态捕捉、影像辨识、麦克风输入、语音辨识、社群互动等功能。

　　玩家可以通过这项技术在游戏中开车、与其他玩家互动、通过互联网与其他Xbox玩家分享图片和信息等。

　　3.2原理介绍

　　黑色的Kinect设备如下图：基座和感应器之间有一个电动的马达，通过程序能够调整俯仰角度，在上面的感应器中有一个红外投影仪，两个摄像头，四个麦克风和一个风扇。打开外面的盖子可以看到里面的构造：这些感应器用来捕捉RGB和深度数据，面对Kinect，从左往右看。最左边是红外光源，其次是LED指示灯，再次是彩色摄像头，用来收集RGB数据，最右边是红外摄像头用来采集景深数据。彩色摄像头最大支持1280*960分辨率成像，红外摄像头最大支持640*480成像。

　　在感应器的下方是麦克风阵列，他包括四个不同的麦克风，一个在左边的红外发射器下面，另外3个在右边景深摄像头下面。