基于雙目視覺的注塑模具識別與定位跟蹤.pdf

1、在注塑模具生產(chǎn)過程中，由于流水線上注塑模具的多樣性以及所處位置不確定性，傳統(tǒng)的機器人又是以固定姿態(tài)抓取注塑模具，該方法自動化程度和精度都不高，所以生產(chǎn)效率較低。相比傳統(tǒng)的三維定位抓取方法，基于雙目視覺的機器人具有高效率、高精度以及自動化程度高等優(yōu)勢。因此，本文基于雙目視覺模型，結合相機標定技術、特征匹配技術和動態(tài)跟蹤技術，開發(fā)了應用于工業(yè)流水線上的注塑模具工件識別與定位跟蹤系統(tǒng)，實驗表明，該系統(tǒng)能自動識別與定位工件相對于相機的三維坐標，

2、定位誤差為±2mm，同時跟蹤效果良好，本文主要研究了以下幾個方面：
　?。?）相機的標定和圖像校正。通過分析對比多種相機標定法的優(yōu)缺點，結合本課題的實驗平臺以及應用場景，提出采用張正友標定法對相機進行標定，得到了雙目相機的內(nèi)外參數(shù)；在圖像校正方面，提出采用Bouguet算法對圖像進行校正。
　?。?）特征提取與匹配算法研究中，首先采用高斯濾波算法去除了圖像噪聲影響；然后分別使用特征匹配算法（SIFT、SURF、FREAK、O

3、RB）對圖像進行特征點的提取以及匹配，并提出采用RANSAC算法改進匹配算法，實驗證明改進后的算法在匹配精度上提高了；通過實驗對比改進后算法的特征提取與匹配的時間、匹配的準確率以及算法的穩(wěn)定性，提出了將實時性和準確率都較高的ORB算法作為工件識別算法。
　　（3）工件識別與定位。采用改進后的ORB特征匹配算法對工件模板圖像和場景圖像進行特征匹配，實現(xiàn)了工件識別，并驗證了工件被遮擋、旋轉(zhuǎn)及光照變化情形下工件識別的準確性與穩(wěn)定性，實驗

4、證明工件識別效果良好；通過透視變換矩陣確定工件所在場景圖像中的區(qū)域，同時分割出只包含工件目標的區(qū)域；通過對已經(jīng)識別分割出的工件區(qū)域再進行ORB特征匹配，利用獲得的匹配點求取視差后，采用三角測量法完成了對工件的定位，得到了相對于相機的三維坐標；通過精度分析實驗得到定位誤差在±2mm范圍內(nèi)，達到本課題的需求。
　?。?）針對流水線上運動的注塑模具工件進行跟蹤的研究中,本文對核相關濾波算法（KCF）跟蹤算法進行了深入的研究，提出將ORB