基于雙目立體視覺的目標(biāo)識別與抓取定位

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1、１８分類號：ＴＰ２４２．６單位代碼：１０３研究生學(xué)號：２０１３５２２０９４密皺：公開吉林大學(xué)碩女學(xué)位論文単術(shù)學(xué)化（）基于雙目立體視覺的目標(biāo)識別與抓取定位ＴａｒｅｔＲｅｃｏｎｉｔｉＬｏｃａｉｉｌｇｇｉｏｎａｎｄＧｒａｓｐｎｇｔｏｎＢａｓｅｄｏｎＢｎｏｃｕａｒＳｔｅｒｅｏＶｉｓｉｏｎ作者姓名：王德海專業(yè)：控制理論與控制工程研究方向：智能機(jī)器人指導(dǎo)教師；洪偉副教授培養(yǎng)單位：通信工程學(xué)院２０１６年６月未經(jīng)本論文作者的書面授權(quán)，你法收存和保管本論文書面版本、電子版本的任何單位

2、和個人，巧不得對本論文的全部或部分內(nèi)容進(jìn)行任何形式的復(fù)制、修改、發(fā)行、出租、改編等有礙作者著作權(quán)的商業(yè)性使用（但純學(xué)術(shù)性使用不在此限）。否則，應(yīng)承擔(dān)侵權(quán)的法律責(zé)任。吉林大學(xué)碩±學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交學(xué)位論文，是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：１餐為曰期；２。／知

3、月曰占＾—————————————————————基于雙目立體視覺的目標(biāo)識別與抓取定位—————————————————————TargetRecognitionandGraspingLocationBasedonBinocularStereoVision作者姓名：王德海專業(yè)名稱：控制理論與控制工程指導(dǎo)教師：洪偉副教授學(xué)位類別：工學(xué)碩士答辯日期：2016年6月4日摘要摘要基于雙目立體視覺的目標(biāo)識別與抓取定位對物體的抓取或操作是智能機(jī)器人離開實驗室、進(jìn)入家庭環(huán)境為人們服務(wù)所要經(jīng)常執(zhí)行的一項任務(wù)。智能機(jī)器人對目標(biāo)物體的識別與定位是其成功抓取目標(biāo)物體

4、的前提，然而智能機(jī)器人并不能像人類那樣可以在復(fù)雜環(huán)境中輕松識別并定位目標(biāo)物體。在眾多能夠感知環(huán)境信息的傳感器中，雙目立體視覺傳感器由于其能夠獲取豐富的環(huán)境信息以及對場景深度信息的感知能力被廣泛應(yīng)用于目標(biāo)識別與定位中。本文針對基于雙目立體視覺目標(biāo)識別與抓取定位所涉及的方法和流程進(jìn)行了相關(guān)研究，在目標(biāo)識別階段利用圖像處理技術(shù)提取能夠表示目標(biāo)物體的局部不變描述子用以目標(biāo)識別；在目標(biāo)定位階段通過圖像分割方法得到目標(biāo)物體的輪廓中心，利用三維重建原理求解輪廓中心三維坐標(biāo)，在此基礎(chǔ)上通過目標(biāo)物體模板與實際場景的關(guān)系估計目標(biāo)物體的姿態(tài)。現(xiàn)將本文工作總結(jié)如下：第一，

5、在攝像機(jī)標(biāo)定環(huán)節(jié)，首先分析了攝像機(jī)成像過程中涉及到的四個坐標(biāo)系的變換關(guān)系以及線性成像模型和非線性成像模型，然后利用張正友標(biāo)定法進(jìn)行了攝像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)的標(biāo)定工作，最后通過實驗驗證了攝像機(jī)標(biāo)定的精度。第二，在目標(biāo)識別環(huán)節(jié)，在研究圖像特征的基礎(chǔ)之上，選擇局部不變特征SIFT算子來描述目標(biāo)物體，用以目標(biāo)識別。為了能夠從不同角度識別出目標(biāo)物體，我們建立目標(biāo)物體圖像庫。在完成目標(biāo)識別的基礎(chǔ)之上，我們利用匹配模板與實際場景圖像之間的單應(yīng)矩陣估計目標(biāo)物體所在的區(qū)域。第三，在目標(biāo)定位環(huán)節(jié)，我們通過圖像分割GrabCut算法來提取目標(biāo)輪廓，并將SIFT算法與

6、GrabCut算法相結(jié)合解決了GrabCut算法需要人為初始化的問題；由于左右場景目標(biāo)輪廓中心不匹配，所以采用模板匹配算法尋找左右場景圖像匹配點對用以輪廓中心的三維重建；最后通過匹配模板圖像與場景圖像的對應(yīng)關(guān)系，對目標(biāo)的姿態(tài)進(jìn)行了估計。關(guān)鍵詞：雙目立體視覺，攝像機(jī)標(biāo)定，SIFT算法，目標(biāo)識別與抓取定位，GrabCut算法，模板匹配IABSTRACTABSTRACTTargetRecognitionandLocationBasedonBinocularStereoVisionforthePurposeofGraspingGraspingoropera

7、tionoftheobjectisataskfortheintelligentrobotthatleavesthelab,andentersthefamilyenvironmenttoserviceforpeople.Targetobjectrecognitionandlocalizationfortheintelligentrobotisthepreconditionthatsuccessfullygrabobjects,however,intelligentrobotisnotashumanscaneasilyidentifyandlocate

8、thetargetobjectsincomplexenvironment.Therearemanykindsofsenso