基于TMS320DM642EVM的手眼视觉系统研制

论文摘要

手眼视觉用于提供目标物体的图像信息和测量物体的位置和姿态,对于空间机器人捕获物体非常重要。本文在比较各种手眼视觉系统特点的基础上,采用DSP评估板——TMS320DM642,研制了一套手眼视觉系统。利用这一系统,我们成功地实现了图像的采集、摄像机的标定和目标物体位姿的测量。 本文首先介绍了系统的硬件组成,包括图像采集模块、DSP处理模块和图像显示模块。然后给出了系统的软件组成,包括监控模块、初始化模块、图像采集和显示模块、摄像机标定模块和物体位姿测量模块。最后搭建了由TMS320DM642、摄像机、PC和直线导轨所组成的实验系统,并进行了手眼视觉实验,包括图像采集、处理和显示,摄像机标定以及物体的位姿测量。实验结果表明,该系统能够满足位姿测量的要求。

论文目录

• 第一章 概述
• 1.1 手眼视觉系统的作用和意义
• 1.2 手眼视觉系统的国内外研究现状
• 1.2.1 基于 PC的机器人手眼视觉系统
• 1.2.2 基于 ASIC的手眼视觉系统
• 1.2.3 基于 DSPs的手眼视觉系统
• 1.3 课题的主要研究内容
• 第二章 摄像机标定和物体位姿测量方法
• 2.1 摄像机标定
• 2.1.1 线性标定方法
• 2.1.2 求径向畸变系数 K
• 2.2 物体位姿测量算法
• 2.3 本章小结
• 第三章 系统的硬件组成
• 3.1 硬件框图
• 3.2 镜头和 CCD摄像机
• 3.3 EVM板
• 3.2.1 主要功能部件
• 3.2.2 板上器件功能概述
• 第四章 系统软件研制
• 4.1 系统软件概述
• 4.1.1 监控程序
• 4.1.2 初始化模块
• 4.2 图像采集/显示模块
• 4.2.1 程序结构
• 4.2.2 驱动程序的建立和实现
• 4.3 图像处理模块
• 4.4 标定模块
• 4.5 位姿测量模块
• 4.6 小结
• 第五章 实验
• 5.1 实验系统
• 5.2 标定实验
• 5.2.1 实验步骤
• 5.2.2 实验结果
• 5.2.3 结果分析
• 5.3 物体位姿测量实验
• 5.3.1 实验步骤
• 5.3.2实验结果
• 5.3.3 结论和分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结和展望
• 6.1 总结
• 6.2 进一步的工作
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文