基于激光環(huán)主動標(biāo)記的單目視覺試驗平臺研究.pdf

1、機(jī)器代替人的勞動是人類在長期的社會生產(chǎn)實踐中不斷追求的目標(biāo)。其中，機(jī)器視覺應(yīng)用得到了廣泛的發(fā)展。它是一種利用視覺傳感器與計算機(jī)實現(xiàn)人的視覺功能的技術(shù)，集合了電子、機(jī)械、光學(xué)、計算機(jī)及信息科學(xué)等多學(xué)科的最新成就，是高技術(shù)領(lǐng)域的重要組成部分。本文以利用激光環(huán)獲取物體表面深度信息進(jìn)行物體位姿獲取為目的，從試驗平臺總體方案、攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù)及六自由度位姿調(diào)節(jié)平臺設(shè)計等三個方面進(jìn)行了研究和探討。
　　 通過分析基于單目視覺的標(biāo)定模型和標(biāo)定方

2、法，提出了采用單目視覺與激光環(huán)主動標(biāo)記相結(jié)合來確定空間目標(biāo)物體位姿的方法。通過假設(shè)攝像機(jī)光軸與激光源軸線平行時建立模型，分析了單目視覺與激光環(huán)主動標(biāo)記相結(jié)合獲取深度信息的機(jī)理，確定了需要標(biāo)定的攝像機(jī)內(nèi)外部參數(shù)，尋找到了激光源軸線與攝像機(jī)光軸的空間位置，并確立了攝像機(jī)內(nèi)外部參數(shù)的獲取方法。
　　 在確定了基于激光環(huán)主動標(biāo)記的單目視覺試驗平臺總體方案的基礎(chǔ)上，根據(jù)試驗平臺需要，進(jìn)行了串聯(lián)型六自由度位姿調(diào)節(jié)平臺的設(shè)計;建立了六自由度位

3、姿調(diào)節(jié)平臺的運(yùn)動學(xué)模型，進(jìn)而建立了六自由度位姿調(diào)節(jié)平臺的運(yùn)動學(xué)方程。最終，求解出六自由度位姿調(diào)節(jié)平臺的運(yùn)動學(xué)逆解，為平臺所載物體位姿調(diào)節(jié)提供依據(jù)，進(jìn)而為整個控制系統(tǒng)的閉環(huán)控制打下基礎(chǔ)。
　　 利用三坐標(biāo)測量機(jī)、六自由度位姿調(diào)節(jié)平臺、標(biāo)靶、激光源及攝像機(jī)搭建了基于激光環(huán)主動標(biāo)記的單目視覺試驗平臺，系統(tǒng)地介紹標(biāo)定平臺的各個硬件和軟件組成部分及其功能。詳細(xì)介紹了利用MATLAB對圖像進(jìn)行讀取、閾值分割、邊緣檢測和提取、圖像腐蝕、圖像數(shù)