基于雙目視覺(jué)的動(dòng)態(tài)目標(biāo)定位與抓取研究.pdf

1、雙目立體視覺(jué)是計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)內(nèi)容，可以獲取并恢復(fù)出場(chǎng)景中物體的三維信息，被廣泛應(yīng)用于機(jī)器人識(shí)別定位、工業(yè)自動(dòng)化等眾多領(lǐng)域，因此，進(jìn)行雙目立體視覺(jué)的研究有著重要的理論及實(shí)際意義。本文以雙目立體視覺(jué)基本原理為依托，結(jié)合攝像機(jī)標(biāo)定與立體匹配技術(shù)，開(kāi)發(fā)應(yīng)用于動(dòng)態(tài)目標(biāo)識(shí)別定位與抓取的雙目立體視覺(jué)系統(tǒng)，并設(shè)計(jì)了以安川YASKAWA-MH6S六自由度工業(yè)機(jī)械臂抓取系統(tǒng)平臺(tái)，進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別定位與抓取實(shí)驗(yàn)，主要工作如下：
　　雙目攝像機(jī)標(biāo)定

2、中，建立攝像機(jī)成像模型，并考慮成像過(guò)程中相機(jī)畸變的影響，采用張正友兩步標(biāo)定法，得到雙目相機(jī)的內(nèi)參數(shù)、外參數(shù)和圖像像素坐標(biāo)系與世界坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的旋轉(zhuǎn)矩陣與平移向量。
　　針對(duì)目標(biāo)識(shí)別問(wèn)題，對(duì)多種局部特征點(diǎn)進(jìn)行比較分析，并確定具有良好速度的Surf特征作為模板匹配的特征。采用基于特征的模板匹配算法對(duì)目標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)、識(shí)別，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證目標(biāo)物體發(fā)生縮放、旋轉(zhuǎn)、被遮擋情形下目標(biāo)識(shí)別的正確性與穩(wěn)定性。
　　針對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)三維位姿定位，本

3、文提出了基于連續(xù)視差空間算法，對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)與姿態(tài)獲取，對(duì)立體匹配算法進(jìn)行了改進(jìn)，將固定區(qū)域的特征點(diǎn)限制為一定數(shù)量，并采用歐式投影誤差作為離群準(zhǔn)則函數(shù)，建立RANSAC算法的數(shù)學(xué)模型，加入極線約束的立體匹配算法實(shí)現(xiàn)誤匹配點(diǎn)的剔除，該算法在降低了誤匹配點(diǎn)對(duì)算法的影響，同時(shí)縮小匹配所耗時(shí)間，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證分析。
　　最后搭建一套雙目視覺(jué)-機(jī)械臂手眼實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過(guò)D-H參數(shù)法對(duì)六自由度機(jī)械臂建模，正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)分析和求解，在控