本文主要研究内容
作者查长海（2019）在《异质双目视觉无人生物安全移动实验室多级地图构建》一文中研究指出：近年来,非洲猪瘟疫情的出现、埃博拉病毒的爆发以及炭疽恐怖袭击事件的发生,使得生物安全问题再度引起了全世界的关注。有关生物安全问题的处治中,旨在现场快速检测高致病、致死性微生物的研究为了热点,并出现了满足现场实际需求的生物安全移动实验室。但现有生物安全移动实验室因体积庞大、机动性差、实验人员的安全性无法根本保障等原因,限制了其推广使用。随着智能机器人产业的发展,本文针对基于智能机器人的无人生物安全移动实验室的关键技术进行研究,开展了如下研究工作。(1)无人生物安全移动实验室及双目视觉系统的设计与实现:无人生物安全移动实验室的设计采用机械臂代替人的方案,并规划无人生物安全实验室布局;异质双目视觉系统采用彩色加黑白摄像头模组,同时获得彩色和黑白图像信息;根据机械臂的运动位姿求解双目视觉模块的坐标系变换矩阵,完成双目视觉模块的标定工作。(2)无人生物安全移动实验室多级地图构建:根据无人生物安全移动实验室俯视图像,以包络块代替仪器设备建立用于路径规划的初级地图;在实验目标区域,通过环拍获得连续多幅点云,利用点云配准算法构建用于精准识别仪器设备的二级地图;建立仪器设备可拓展三维模型数据库,通过训练器训练仪器设备训练集,识别检索目标仪器设备。用三维模型数据库中的模型构建用于精准实验的三级地图。(3)基于多级地图的仪器设备精准实验:以定位精度要求最高的移液枪滴液多孔板实验为例,分析实验误差,以畸变校正-圆轮廓提取-特征匹配方法,精准定位多孔板中的圆心位置坐标。本论文主要创新工作如下:1.建立了适配于无人生物安全移动实验室的异质双目视觉系统,并基于该系统构建实现不同任务目标的多级地图。多级地图分为三级,初级地图为包络块地图,异质双目中黑白图像用于采样轮廓,彩色图像用于补充颜色,初级地图应用于路径规划;二级地图为点云地图,异质双目中黑白图像计算深度信息,彩色图像精准识别,二级地图应用于精确定位仪器设备;三级地图为三维模型地图,异质双目中黑白图像用于畸变校正,彩色图像用于特征筛选,三级地图应用于精准实验。多级地图可根据任务不同调用不同地图,实现可变复杂环境下的快速高效。2.提出了一种用于三维图像拼接的旋转限定的迭代最近点点云配准算法RL-ICP(Rotating Limit-Iterative Closest Point)。解决了常用配准算法ICP初始矩阵参数未知,容易陷入局部最优解等问题。RL-ICP通过计算机械臂运动轨迹方程,限定迭代的欧式空间阈值和旋转矩阵权值,k-d树和回溯查找,避免陷入局部最优解,提高了点云的配准速率。3.提出了一种畸变校正(distortion correction)、Hough圆轮廓提取、SURF特征检测联用DC-Hough-SURF的匹配定位方法。用于解决无人生物安全移动实验室实验操作的精准定位问题,如移液枪在多孔板实验中滴液操作。畸变校正用于解决因视角阻挡,摄像头斜角度拍摄图像的校正问题;Hough圆轮廓提取用于提取多孔板图像中的圆轮廓特征;SURF特征检测可以解决摄像头拍摄图像和三维模型数据库中的图像的特征匹配问题。以定位精度要求最高的移液枪滴液多孔板实验为例进行实验验证,该方法完全可以满足精准定位实验精度要求。
Abstract
jin nian lai ,fei zhou zhu wen yi qing de chu xian 、ai bo la bing du de bao fa yi ji tan ju kong bu xi ji shi jian de fa sheng ,shi de sheng wu an quan wen ti zai du yin qi le quan shi jie de guan zhu 。you guan sheng wu an quan wen ti de chu zhi zhong ,zhi zai xian chang kuai su jian ce gao zhi bing 、zhi si xing wei sheng wu de yan jiu wei le re dian ,bing chu xian le man zu xian chang shi ji xu qiu de sheng wu an quan yi dong shi yan shi 。dan xian you sheng wu an quan yi dong shi yan shi yin ti ji pang da 、ji dong xing cha 、shi yan ren yuan de an quan xing mo fa gen ben bao zhang deng yuan yin ,xian zhi le ji tui an shi yong 。sui zhao zhi neng ji qi ren chan ye de fa zhan ,ben wen zhen dui ji yu zhi neng ji qi ren de mo ren sheng wu an quan yi dong shi yan shi de guan jian ji shu jin hang yan jiu ,kai zhan le ru xia yan jiu gong zuo 。(1)mo ren sheng wu an quan yi dong shi yan shi ji shuang mu shi jiao ji tong de she ji yu shi xian :mo ren sheng wu an quan yi dong shi yan shi de she ji cai yong ji xie bei dai ti ren de fang an ,bing gui hua mo ren sheng wu an quan shi yan shi bu ju ;yi zhi shuang mu shi jiao ji tong cai yong cai se jia hei bai she xiang tou mo zu ,tong shi huo de cai se he hei bai tu xiang xin xi ;gen ju ji xie bei de yun dong wei zi qiu jie shuang mu shi jiao mo kuai de zuo biao ji bian huan ju zhen ,wan cheng shuang mu shi jiao mo kuai de biao ding gong zuo 。(2)mo ren sheng wu an quan yi dong shi yan shi duo ji de tu gou jian :gen ju mo ren sheng wu an quan yi dong shi yan shi fu shi tu xiang ,yi bao lao kuai dai ti yi qi she bei jian li yong yu lu jing gui hua de chu ji de tu ;zai shi yan mu biao ou yu ,tong guo huan pai huo de lian xu duo fu dian yun ,li yong dian yun pei zhun suan fa gou jian yong yu jing zhun shi bie yi qi she bei de er ji de tu ;jian li yi qi she bei ke ta zhan san wei mo xing shu ju ku ,tong guo xun lian qi xun lian yi qi she bei xun lian ji ,shi bie jian suo mu biao yi qi she bei 。yong san wei mo xing shu ju ku zhong de mo xing gou jian yong yu jing zhun shi yan de san ji de tu 。(3)ji yu duo ji de tu de yi qi she bei jing zhun shi yan :yi ding wei jing du yao qiu zui gao de yi ye qiang di ye duo kong ban shi yan wei li ,fen xi shi yan wu cha ,yi ji bian jiao zheng -yuan lun kuo di qu -te zheng pi pei fang fa ,jing zhun ding wei duo kong ban zhong de yuan xin wei zhi zuo biao 。ben lun wen zhu yao chuang xin gong zuo ru xia :1.jian li le kuo pei yu mo ren sheng wu an quan yi dong shi yan shi de yi zhi shuang mu shi jiao ji tong ,bing ji yu gai ji tong gou jian shi xian bu tong ren wu mu biao de duo ji de tu 。duo ji de tu fen wei san ji ,chu ji de tu wei bao lao kuai de tu ,yi zhi shuang mu zhong hei bai tu xiang yong yu cai yang lun kuo ,cai se tu xiang yong yu bu chong yan se ,chu ji de tu ying yong yu lu jing gui hua ;er ji de tu wei dian yun de tu ,yi zhi shuang mu zhong hei bai tu xiang ji suan shen du xin xi ,cai se tu xiang jing zhun shi bie ,er ji de tu ying yong yu jing que ding wei yi qi she bei ;san ji de tu wei san wei mo xing de tu ,yi zhi shuang mu zhong hei bai tu xiang yong yu ji bian jiao zheng ,cai se tu xiang yong yu te zheng shai shua ,san ji de tu ying yong yu jing zhun shi yan 。duo ji de tu ke gen ju ren wu bu tong diao yong bu tong de tu ,shi xian ke bian fu za huan jing xia de kuai su gao xiao 。2.di chu le yi chong yong yu san wei tu xiang pin jie de xuan zhuai xian ding de die dai zui jin dian dian yun pei zhun suan fa RL-ICP(Rotating Limit-Iterative Closest Point)。jie jue le chang yong pei zhun suan fa ICPchu shi ju zhen can shu wei zhi ,rong yi xian ru ju bu zui you jie deng wen ti 。RL-ICPtong guo ji suan ji xie bei yun dong gui ji fang cheng ,xian ding die dai de ou shi kong jian yu zhi he xuan zhuai ju zhen quan zhi ,k-dshu he hui su cha zhao ,bi mian xian ru ju bu zui you jie ,di gao le dian yun de pei zhun su lv 。3.di chu le yi chong ji bian jiao zheng (distortion correction)、Houghyuan lun kuo di qu 、SURFte zheng jian ce lian yong DC-Hough-SURFde pi pei ding wei fang fa 。yong yu jie jue mo ren sheng wu an quan yi dong shi yan shi shi yan cao zuo de jing zhun ding wei wen ti ,ru yi ye qiang zai duo kong ban shi yan zhong di ye cao zuo 。ji bian jiao zheng yong yu jie jue yin shi jiao zu dang ,she xiang tou xie jiao du pai she tu xiang de jiao zheng wen ti ;Houghyuan lun kuo di qu yong yu di qu duo kong ban tu xiang zhong de yuan lun kuo te zheng ;SURFte zheng jian ce ke yi jie jue she xiang tou pai she tu xiang he san wei mo xing shu ju ku zhong de tu xiang de te zheng pi pei wen ti 。yi ding wei jing du yao qiu zui gao de yi ye qiang di ye duo kong ban shi yan wei li jin hang shi yan yan zheng ,gai fang fa wan quan ke yi man zu jing zhun ding wei shi yan jing du yao qiu 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自浙江大学的查长海，发表于刊物浙江大学2019-07-15论文，是一篇关于异质双目视觉论文,多级地图构建论文,旋转限定迭代最近点论文,圆轮廓提取畸变校正论文,无人生物安全移动实验室论文,浙江大学2019-07-15论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自浙江大学2019-07-15论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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