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机器人视觉实验平台及其算法设计

Form: 论文之家作者：朱方园 Publish: 2007-11-21 Hits:-

【中文题名】

机器人视觉实验平台及其算法设计

【英文题名】

【学科专业】

机械制造及其自动化

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-11-21

【中关键词】

双目立体视觉,机器视觉,特征匹配,自由度,视觉机构,

【英关键词】

Binocular stereo vision,Machine vision,Images matching,Degree of freedom,Vision mechanism,

【分类导航】

工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>机器人技术>机器人>智能机器人

【论文摘要】

双目体视具有广阔的应用前景,随着光学、电子学以及计算机技术的发展,不断进步,逐渐实用化,双目体视将被应用于生产、生活中的各个领域。20世纪80年代初,Marr视觉计算理论的提出,使计算机视觉研究有了一个比较明确的体系,对计算机视觉的研究产生了有力的推动作用。然而机器视觉中仍然存在其瓶颈问题,那就是在左右图像中发现与同一空间点对应的成像点对,即所谓的对应性问题。本文对使用激光源作为图像匹配特征的双目立体视觉算法展开了研究与探索。本文首先在分析了机器视觉的研究背景以及双目视觉的仿生机理基础上,探讨了双目立体视觉原理。分析了四自由度视觉模型中各个坐标系之间的转换关系,四自由度视觉机构中,每个自由度都可以独立控制,因此推导了从摄像机坐标系到世界坐标系的转换关系。在上述讨论的基础上,给出了由同一点在不同图像中的坐标得到空间点坐标的定位算法;在摄像机标定时,讨论了采用最小二乘法进行参数标定的方法。对机构的设计和动力学特性进行了初步的探讨。分析了四自由度双目立体视觉系统的设计目的和结构特点,探讨视觉机构的结构设计方案。根据四自由度双目视觉系统模型,采用拉格朗日功能平衡法,对该机构进行了动力学分...

【论文题纲】

摘要	3-5
ABSTRACT	5-10
第一章绪论	10-26
1.1 机器视觉的研究概况	10-17
1.1.1 机器视觉的定义和发展	11-13
1.1.2 Marr 视觉理论框架	13-15
1.1.3 基于图像的三维重构技术	15-17
1.2 双目立体视觉概况	17-24
1.2.1 双目体视的生理基础	18-20
1.2.2 双目立体视觉原理基础	20-22
1.2.3 双目立体视觉的发展和研究现状	22-24
1.3 本文主要研究内容	24-25
1.4 本章小结	25-26
第二章双目体视系统机构动力学分析	26-40
2.1 双目立体视觉系统的结构选择	26-28
2.2 双目立体视觉系统的机构设计	28-31
2.3 系统动力学建模	31-39
2.3.1 动力学模型	31-38
2.3.2 拉格朗日模型仿真	38-39
2.4 本章小结	39-40
第三章双目体视的原理和模型	40-61
3.1 双目体视系统原理	40-48
3.1.1 摄像机的几何模型	40-42
3.1.2 双目体视中的坐标系及其关系	42-46
3.1.3 摄像机标定方法	46-48
3.2 四自由度双目视觉系统模型	48-60
3.2.1 四自由度系统模型描述	48-49
3.2.2 坐标变换	49-54
3.2.3 摄像机内外参数的标定	54-56
3.2.4 空间位姿的确定	56-60
3.3 本章小结	60-61
第四章图像中特征激光点提取与匹配	61-89
4.1 数字图像的获取和噪声的抑制	62-70
4.1.1 数字图像的获取	62-66
4.1.2 灰度直方图	66-70
4.2 图像分割和阈值的选取	70-78
4.2.1 阈值分割的基本概念	71-72
4.2.2 全局阈值方法	72-74
4.2.3 激光点图片的阈值确定	74-78
4.3 激光点边缘像素提取	78-85
4.3.1 激光点的识别	78-79
4.3.2 激光点边缘检测	79-85
4.4 激光点中心位置的确定	85-88
4.5 本章小结	88-89
第五章空间点定位实验	89-102
5.1 摄像机标定实验	89-97
5.2 激光点空间定位分析	97-101
5.2.1 激光点定位	97-99
5.2.2 误差分析	99-101
5.3 本章小结	101-102
第六章总结与展望	102-104
6.1 本文的主要研究成果	102-103
6.2 下一步研究工作展望	103-104
参考文献	104-109
致谢	109-110
攻读硕士学位期间发表论文情况	110

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.386347



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