基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的遙操作工程機(jī)器人雙目視覺定位方法研究.pdf

1、工程機(jī)器人是由人遠(yuǎn)程操縱的在危險(xiǎn)環(huán)境下完成復(fù)雜作業(yè)的機(jī)器人系統(tǒng)。為了提高遙操作工程機(jī)器人作業(yè)效率，工程上常采用視覺、聽覺、力覺、運(yùn)動(dòng)覺等臨場感提示技術(shù)。視覺提示技術(shù)是利用攝像機(jī)采集現(xiàn)場圖像并通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給操作者，使操縱者可以通過圖像信息完成復(fù)雜作業(yè)。但由于傳輸?shù)膱D像信息數(shù)據(jù)量大，存在較大時(shí)延，可能導(dǎo)致工程機(jī)器人無法正常作業(yè)。為解決此問題，有必要采取三目立體視覺定位技術(shù)獲取工程機(jī)器人的位置信息。但三目立體視覺定位較雙目立體視覺定位系統(tǒng)復(fù)雜

2、，成本高。為此，本文針對遙操作工程機(jī)器人的雙目立體視覺定位技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　本文首先根據(jù)遙操作工程機(jī)器人視覺定位的精度要求，選擇了攝像機(jī)和鏡頭，搭建了遙操作工程機(jī)器人視覺定位的硬件平臺，設(shè)計(jì)了遙操作工程機(jī)器人雙目視覺定位的軟件平臺，編寫了基于MFC的人機(jī)交互界面，利用線程實(shí)現(xiàn)了圖像的實(shí)時(shí)采集。其次，確定了攝像機(jī)四個(gè)坐標(biāo)間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，分析了產(chǎn)生圖像畸變的原因，基于Halcon標(biāo)定了攝像機(jī)，獲取了攝像機(jī)的內(nèi)參，校正了圖像畸變。然后

3、，分析了特征提取的常用方法，研究了特征提取的圖像檢測算法。針對遙操作工程機(jī)器人上設(shè)定的特征，分別采用形態(tài)學(xué)和模板匹配的方法進(jìn)行了特征提取。對比了這兩種特征提取的方法，實(shí)驗(yàn)表明了基于模板匹配提取特征數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性略好，最終采用了基于模板匹配的特征提取。最后，分析了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，建立了遙操作工程機(jī)器人視覺定位系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，基于遺傳算法優(yōu)化了該BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的權(quán)值閾值，運(yùn)用優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)模型，實(shí)現(xiàn)了遙操作工程機(jī)器人的定位。實(shí)驗(yàn)表明，基于