基于雙目視覺的動態(tài)目標定位與抓取研究

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1、西南科技大學王程碩壬專業(yè)學位論文Ｖ基于雙目視覺的動態(tài)目標定位與抓取研究作巧姓名夏渡所在學院信息工程學院擔制工程專業(yè)／領域王桓教授學校導師校夕ｈ導師鮮開義工程師論丈克成Ｕ蝴２０１６巧６＂１Ｕ獨創(chuàng)性聲明木人盧剛所交的論義是我個人在巧帥巧評下進行的研究；；Ｉ作及取得的ｔ研亢成乂，除了義中特別加ｉｌ柄巧和致謝的地方外，論義中小包。盡巧所知含巧他人已經(jīng)發(fā)喪或撰氣過的研究成果，化不包含為獲得西聞利技大學或．化一它教巧機構的學位或ＩＩＩ；巧郵使用過的材料。與我同１；化的巧志對木研究聽Ｉ做的化何貴獻均已化論義

2、ｈ作了剛確的說明井表不了謝蟲。簽名：。期；星惠關于論文使用和授權的說明本人龍了解１叫南科技火舉巧關僅巧、化用學位論文的規(guī)邊，即；學校ｉ巧化保巧巧位論義的狂印件ｉ，允巧該論文被巧閒和借闊；學校ｒｗ公化段始Ｎ義的令部或部分內奔，ｒｉ＾采用跋印、縮印或化他狂制于段保巧論文。（保密的巧化論義化解密巧應迸守此規(guī)定）簽名：計師鎮(zhèn)名：３／＾Ｍ蝴：至襄ＸClassifiedIndex:TP242.6U.D.C:621.3SouthwestUniversityofScienceandTechnologyMasterDegreeThesisTheResearch

3、onLocationofDynamicTargetBasedonBinocularvisionandGrabbingSystemGrade:2013Candidate:XiaBoAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:ControlEngineeringSupervisor:Prof.WangHengMay25th,2016西南科技大學碩士研究生學位論文第II頁摘要雙目立體視覺是計算機視覺領域研究的熱點內容，可以獲取并恢復出場景中物體的三維信息，被廣泛應用于機器人識別定位、工業(yè)自動化等眾多領域，因此，進行雙目立體視覺的研究有著重要的理論

4、及實際意義。本文以雙目立體視覺基本原理為依托，結合攝像機標定與立體匹配技術，開發(fā)應用于動態(tài)目標識別定位與抓取的雙目立體視覺系統(tǒng)，并設計了以安川YASKAWA-MH6S六自由度工業(yè)機械臂抓取系統(tǒng)平臺，進行目標識別定位與抓取實驗，主要工作如下：雙目攝像機標定中，建立攝像機成像模型，并考慮成像過程中相機畸變的影響，采用張正友兩步標定法，得到雙目相機的內參數(shù)、外參數(shù)和圖像像素坐標系與世界坐標系轉換的旋轉矩陣與平移向量。針對目標識別問題，對多種局部特征點進行比較分析，并確定具有良好速度的Surf特征作為模板匹配的特征。采用基于特征的模板匹配算法對目標進行自動檢測、識別，并通過實驗驗證目標物

5、體發(fā)生縮放、旋轉、被遮擋情形下目標識別的正確性與穩(wěn)定性。針對動態(tài)目標三維位姿定位，本文提出了基于連續(xù)視差空間算法，對動態(tài)目標進行運動估計與姿態(tài)獲取，對立體匹配算法進行了改進，將固定區(qū)域的特征點限制為一定數(shù)量，并采用歐式投影誤差作為離群準則函數(shù)，建立RANSAC算法的數(shù)學模型，加入極線約束的立體匹配算法實現(xiàn)誤匹配點的剔除，該算法在降低了誤匹配點對算法的影響，同時縮小匹配所耗時間，并通過實驗進行了驗證分析。最后搭建一套雙目視覺-機械臂手眼實驗系統(tǒng)，通過D-H參數(shù)法對六自由度機械臂建模，正逆運動學分析和求解，在控制上本文采用的是主從式控制方式，通訊采用網(wǎng)絡傳輸，主控機采用計算機平臺，負

6、責圖像的采集，目標姿態(tài)解算，得出控制機械臂運動所需的關節(jié)角，從機采用工業(yè)機械臂控制器。主機將目標三維重建的位置信息傳給抓取系統(tǒng)進行抓取實驗，并對抓取誤差進行分析，驗證了該系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)實際中具有一定的應用價值。關鍵詞：雙目視覺；視覺抓?。惶卣魈崛。涣Ⅲw匹配；目標定位西南科技大學碩士研究生學位論文第III頁AbstractBinocularStereoVisioncanobtainandrebuildthe3Dinformationofobjects,itiswidelyusedinrobotrecognitionandlocation,medicalimageanalysis,a

7、griculture,constructionindustryandsoon,thus,researchingonBinocularStereoVisionhasgreatsignificancebothintheoryandpractice.ThisthesisisbasedonthebasictheoryofBinocularStereoVision,usingcameracalibrationandimageprocessingtechniques,developingth