基于雙目視覺的動態(tài)目標(biāo)定位與抓取研究.pdf

1、雙目立體視覺是計算機視覺領(lǐng)域研究的熱點內(nèi)容，可以獲取并恢復(fù)出場景中物體的三維信息，被廣泛應(yīng)用于機器人識別定位、工業(yè)自動化等眾多領(lǐng)域，因此，進(jìn)行雙目立體視覺的研究有著重要的理論及實際意義。本文以雙目立體視覺基本原理為依托，結(jié)合攝像機標(biāo)定與立體匹配技術(shù)，開發(fā)應(yīng)用于動態(tài)目標(biāo)識別定位與抓取的雙目立體視覺系統(tǒng)，并設(shè)計了以安川YASKAWA-MH6S六自由度工業(yè)機械臂抓取系統(tǒng)平臺，進(jìn)行目標(biāo)識別定位與抓取實驗，主要工作如下：
　　雙目攝像機標(biāo)定

2、中，建立攝像機成像模型，并考慮成像過程中相機畸變的影響，采用張正友兩步標(biāo)定法，得到雙目相機的內(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。
　　針對目標(biāo)識別問題，對多種局部特征點進(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目標(biāo)進(jìn)行自動檢測、識別，并通過實驗驗證目標(biāo)物體發(fā)生縮放、旋轉(zhuǎn)、被遮擋情形下目標(biāo)識別的正確性與穩(wěn)定性。
　　針對動態(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，對動態(tài)目標(biāo)進(jìn)行運動估計與姿態(tài)獲取，對立體匹配算法進(jìn)行了改進(jìn)，將固定區(qū)域的特征點限制為一定數(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現(xiàn)誤匹配點的剔除，該算法在降低了誤匹配點對算法的影響，同時縮小匹配所耗時間，并通過實驗進(jìn)行了驗證分析。
　　最后搭建一套雙目視覺-機械臂手眼實驗系統(tǒng)，通過D-H參數(shù)法對六自由度機械臂建模，正逆運動學(xué)分析和求解，在控