基于单目视觉的物体位姿测量方法研究

论文题目: 基于单目视觉的物体位姿测量方法研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 检测技术与自动化装置

作者: 赵锐

导师: 徐科军

关键词: 空间机器人,手眼视觉,图像处理,摄像机标定,手眼标定,位置和姿态测量

文献来源: 合肥工业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 空间机器人是机器人研究领域的一个重要分支,手眼视觉系统是机器人系统中重要的关键技术,在空间卫星的交会对接和机器人手臂实验等任务都需要手眼视觉系统。手眼视觉系统主要参与完成机器人的功能自测,各种在线标定,识别及捕获目标物体等任务,为机器人提供目标物体的实时图像信息及实时的空间位姿信息。本课题主要研究空间机器人单目手眼视觉测量方法,实现三维目标物体位置和姿态地实时测量。研究内容主要有:标定光标和合作光标的设计;图像采集装置设计以及一些常用的图像处理技术;摄像机参数的标定,包括线性标定方法和非线性标定方法;手眼标定确定了机器手爪与摄像机的位姿关系;研究了一种基于三次坐标变换的三维物体位姿测量封闭解法,并对方法进行了优化。最后搭建了一个基于图像采集卡,PC机和直线导轨的手眼视觉实验系统,进行了算法的仿真验证,并在安徽大学自动化系的Motoman机械臂系统上进行了实验验证。实验结果表明上述算法满足机器人手眼视觉测量要求。

论文目录:

第一章绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 国外空间机器人视觉系统研究概况

1．2．1 日本工程实验卫星 ETS-Ⅶ

1．2．2 其他国家空间机器人手眼视觉系统

1．3 论文的主要研究工作

第二章光标设计

2．1 标定光标

2．2 合作光标

2．3 本章小结

第三章视觉测量中的图像处理

3．1 图像预处理

3．1．1 图像二值化

3．1．2 图像平滑

3．2 图像分割

3．3 实验

3．3．1 实验系统组成

3．3．2 实验结果

3．4 本章小结

第四章摄像机标定

4．1 线性标定

4．2 非线性标定

4．2．1 摄像机成像模型

4．2．2 标定算法

4．3 相机标定的精度估计

4．4 摄像机标定实验

4．4．1 线性标定

4．4．2 非线性标定实验

4．4．3 实验结论

4．5 本章小结

第五章手眼标定

5．1 手眼标定的思路及方法

5．2 手眼标定实验

5．2．1 仿真实验

5．2．2 机器人手臂实验

5．2．3 几点讨论

5．3 本章小结

第六章三维目标物体位姿测量

6．1 物体位姿测量算法

6．1．1 求解转换矩阵 T

6．1．2 求解转换矩阵 S

6．1．3 求解变换矩阵 C

6．2 物体位姿测量实验

6．2．1 直线导轨系统

6．2．2 机器人手臂系统

6．2．3 实验结论

6．3 本章小结

第七章总结与展望

7．1 本文总结

7．2 下一步工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

发布时间: 2005-07-13

参考文献

[1].基于双目手眼视觉的位姿测量方法的研究[D]. 吴婷.合肥工业大学2005
[2].基于广义位姿距离的空间机器人运动规划方法的研究[D]. 李海莹.哈尔滨工业大学2008
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[6].基于视觉的手术机器人腹腔镜位姿自动调节方法研究[D]. 郑红杰.哈尔滨工程大学2018
[7].室内场景的语义地图建立[D]. 侯谊.哈尔滨工业大学2018
[8].生产线上零件抓取过程中位姿的视觉识别系统开发[D]. 王伟.大连工业大学2017
[9].乒乓球机器人球拍位姿的确定[D]. 严国全.安徽工业大学2013
[10].相对位姿测量解算的FPGA实现[D]. 金虎.重庆大学2011

基于单目视觉的物体位姿测量方法研究

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