以電腦視覺作自動機械之監視

Abstract

在本論文中將研究以電腦視覺作自動機械監視的新方法。本研究中監視的對象是在三 維空間中做週期性運動的自動機械，使用的感知器是電視攝影機，而監視所使用的〞 特徵〞是自動機械表面的〞點〞。 首先，針對只需監視自動機械的某些部份，而這些部份恰好可以用一個多面體來近似 的情況，我們發展出一組監視三維運動多面體的感知策略。我們發現：代表一個三維 運動 多面體最小的可量測特徵點集合恰好是該物體各接合點所成的集合，而且只要 用不連續的二維影像序列資料就可以決定監視系統所需之最小取像速率。我們亦導證 了：監視三維運動多面體所需最小感知器數目的上下限，並且提出一運算法則來決定 感知器的數目及其所應的位置及方向。 當監視系統不只要監視自動機械的某些部份時，可以先在其上選一些重要的表面點， 此時需要面對另外一個問題：如何安排、選擇感知器的位置和方向，使所需的感知器 數目最小。此問題可以轉化為一個０－１整數規劃的問題。我們用〞貪心法〞得到近 似解，並可運用Ａ＊運算法則於〞狀態空間搜尋法〞中以得到最佳解。 利用以上方法所決定的感知器，我們發展了一個以多部二維攝影機作三維自動機械操 作監視的新系統。三維自動機械操作的監視工作是以二維的取像、特徵抽取、比對的 技巧來完成，並不需要使用複雜且費時的三維視覺技術。另外，在本系統中開發並成 功的使用一種新的二維〞點型〞比對技術，簡稱ＭＤＷＣ。許多的例子及實驗結果證 實了這些新技術的優良性。