基于立體視覺的機(jī)器人視覺伺服研究.pdf

1、雙目立體視覺技術(shù)是機(jī)器人視覺領(lǐng)域的一個重要課題。它的目的在于重構(gòu)場景的三維幾何信息。主要包括圖像采集、圖像預(yù)處理和特征提取、攝像機(jī)標(biāo)定、立體匹配以及三維重建。 本文重點(diǎn)對雙目立體視覺的基本理論、方法和相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究；并在此基礎(chǔ)上,建立了固定目標(biāo)的立體視覺定位任務(wù)的實(shí)驗(yàn)平臺-MOTOMAN-SV3XL型工業(yè)機(jī)器人視覺伺服系統(tǒng)。具體工作包括以下幾個方面： 1、根據(jù)本文的研究目的和實(shí)際具有的設(shè)備環(huán)境,應(yīng)用兩個數(shù)字?jǐn)z像機(jī)

2、、MOTOMAN-SV3XL機(jī)器人、計(jì)算機(jī)等搭建了雙目立體視覺系統(tǒng),完成了三維空間定位任務(wù)。 2、利用Harris算子提取圖像角點(diǎn)。為攝像機(jī)標(biāo)定以及立體匹配提供圖像特征點(diǎn)的像素坐標(biāo)數(shù)據(jù)。 3、攝像機(jī)標(biāo)定方面,在利用Harris算子提取角點(diǎn)的基礎(chǔ)上,以立體標(biāo)定塊為參照物,利用最小二乘法求解左右攝像機(jī)的投影矩陣,并利用投影矩陣求解外參數(shù)。本文還對基本矩陣的求解方法進(jìn)行了研究,具體對歸一化八點(diǎn)算法進(jìn)行了仿真,在求得基本矩陣后可

3、以通過求解Kruppa方程來求得攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)；也可以用基本矩陣為立體匹配增加極線約束。 4、立體匹配方面,首先利用灰度互相關(guān)系數(shù)法求取左右兩幅圖像的匹配點(diǎn)集,然后針對可能出現(xiàn)的誤匹配問題,依次加入了各種約束,包括：對稱性約束、視差梯度約束和極線約束。實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本上可以完全消除誤匹配。 5、三維重建是雙目立體視覺的最終目的,本文主要針對空間點(diǎn)的重建問題進(jìn)行了研究,利用左右兩幅圖像的匹配點(diǎn)以及所求得的投影矩陣,對目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行