機(jī)器人及其相關(guān)技術(shù)是“中國(guó)制造2025”關(guān)鍵技術(shù)儲(chǔ)備之一。面對(duì)產(chǎn)業(yè)的不斷升級(jí),工業(yè)機(jī)器人逐漸地引入攝像機(jī)等傳感器進(jìn)行引導(dǎo)完成場(chǎng)景下的隨機(jī)剛性物體操作。相對(duì)于剛性物體,由于柔性物體的形狀或者大小變化,機(jī)器視覺(jué)不能準(zhǔn)確地檢測(cè)提取到關(guān)鍵特征點(diǎn),從而導(dǎo)致位姿較大誤差或者錯(cuò)誤結(jié)果。尤其在柔性半成品或成品在制造過(guò)程中,有多道生產(chǎn)、檢測(cè)、倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié),工人需要在集裝箱半封閉空間內(nèi)在線(xiàn)搬運(yùn)、裝卸或堆垛等。在此背景下,本文從機(jī)器視覺(jué)和優(yōu)化算法出發(fā),研究一套目標(biāo)物體立體測(cè)量、抓取位姿估計(jì)、機(jī)器人軌跡優(yōu)化以及物體在可容空間內(nèi)的位姿估計(jì)方法。首先從單目視覺(jué)測(cè)量模型出發(fā),介紹了已知工件的單目位姿測(cè)量方法,提出了基于迭代最近點(diǎn)算法（Iterative Closest Point,ICP）算法的雙目標(biāo)定改進(jìn)方法、P-KLT（Pyramid Kanade-Lucas-Tomasi）算法的雙目稀疏點(diǎn)云獲取方法以及采用結(jié)構(gòu)光實(shí)現(xiàn)雙目立體標(biāo)定,并最后闡述了場(chǎng)景稠密點(diǎn)云的獲取方法。進(jìn)一步地,面向點(diǎn)云預(yù)處理的需求,提出了一種基于圖像數(shù)據(jù)的點(diǎn)云分割、點(diǎn)云初始配準(zhǔn)方法（基于攝像機(jī)位姿和基于圖像特征點(diǎn)）。在機(jī)器人軌跡規(guī)劃方面,采用關(guān)節(jié)空... 

【文章來(lái)源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：160 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

基于單目視覺(jué)的平面測(cè)量對(duì)象

圖 1-4 P3P 投影示意圖Fig.1-4 P3P projection diagram圖 1-5 點(diǎn)、像平面與攝像機(jī)的空間幾何關(guān)系Fig.1-5 Space geometry of point, plane and camera單目視覺(jué)測(cè)量的研究，從圖像二維數(shù)據(jù)到物理世界二維或三維數(shù)據(jù)的映射以及視覺(jué)量系統(tǒng)的構(gòu)成等。其中，圖像二維數(shù)據(jù)到平面空間信息的映射建模求解相對(duì)容易，但像二維數(shù)據(jù)到立體空間信息的映射以及相關(guān)視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)成與測(cè)量原理等，仍然目前的研究熱點(diǎn)。1.2 雙目視覺(jué)與結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)測(cè)量研究現(xiàn)狀立體視覺(jué)，一般包括雙目視覺(jué)、多目視覺(jué)和結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)等，其中多目視覺(jué)是在雙目覺(jué)模型上進(jìn)行了擴(kuò)展，可看做是多組雙目視覺(jué)系統(tǒng)。雙目視覺(jué)測(cè)量技術(shù)，應(yīng)用攝像機(jī)模擬人的雙目視覺(jué)功能從現(xiàn)實(shí)事物圖像中提取兩組信息，即不同視角下（為左右或上組合）的感知圖像，基于三角測(cè)量原理來(lái)計(jì)算像素間位置偏差獲取景物的三維信息，原待測(cè)量目標(biāo)的空間坐標(biāo)位置，如圖 1-5 所示。立體視角從上世紀(jì) 60 年代開(kāi)始，在

圖 1-4 P3P 投影示意圖Fig.1-4 P3P projection diagram圖 1-5 點(diǎn)、像平面與攝像機(jī)的空間幾何關(guān)系Fig.1-5 Space geometry of point, plane and camera單目視覺(jué)測(cè)量的研究，從圖像二維數(shù)據(jù)到物理世界二維或三維數(shù)據(jù)的映射以及視覺(jué)量系統(tǒng)的構(gòu)成等。其中，圖像二維數(shù)據(jù)到平面空間信息的映射建模求解相對(duì)容易，但像二維數(shù)據(jù)到立體空間信息的映射以及相關(guān)視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)成與測(cè)量原理等，仍然目前的研究熱點(diǎn)。1.2 雙目視覺(jué)與結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)測(cè)量研究現(xiàn)狀立體視覺(jué)，一般包括雙目視覺(jué)、多目視覺(jué)和結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)等，其中多目視覺(jué)是在雙目覺(jué)模型上進(jìn)行了擴(kuò)展，可看做是多組雙目視覺(jué)系統(tǒng)。雙目視覺(jué)測(cè)量技術(shù)，應(yīng)用攝像機(jī)模擬人的雙目視覺(jué)功能從現(xiàn)實(shí)事物圖像中提取兩組信息，即不同視角下（為左右或上組合）的感知圖像，基于三角測(cè)量原理來(lái)計(jì)算像素間位置偏差獲取景物的三維信息，原待測(cè)量目標(biāo)的空間坐標(biāo)位置，如圖 1-5 所示。立體視角從上世紀(jì) 60 年代開(kāi)始，在

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]應(yīng)用攝像機(jī)位姿估計(jì)的點(diǎn)云初始配準(zhǔn)[J]. 郭清達(dá),全燕鳴,姜長(zhǎng)城,陳健武.  光學(xué)精密工程. 2017(06)
[2]采用改進(jìn)果蠅優(yōu)化算法的最小二乘支持向量機(jī)參數(shù)優(yōu)化方法[J]. 司剛?cè)?李水旺,石建全,郭璋.  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(06)
[3]基于雙目視覺(jué)稀疏點(diǎn)云重建的輸電線(xiàn)路弧垂測(cè)量方法[J]. 王禮田,邵鳳瑩,蕭寶瑾.  太原理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)
[4]基于特征信息分類(lèi)的三維點(diǎn)數(shù)據(jù)去噪[J]. 吳祿慎,史皓良,陳華偉.  光學(xué)精密工程. 2016(06)
[5]改進(jìn)果蠅算法在凈化除鈷過(guò)程鋅粉量?jī)?yōu)化設(shè)定中的應(yīng)用[J]. 王雅琳,何海明,孫備,陽(yáng)春華,謝永芳.  控制理論與應(yīng)用. 2016(05)
[6]基于局部單應(yīng)性矩陣的結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)標(biāo)定研究[J]. 武彥林,全燕鳴,郭清達(dá).  科學(xué)技術(shù)與工程. 2016(13)
[7]果蠅優(yōu)化算法在邊坡最小安全系數(shù)搜索中的應(yīng)用[J]. 賀子光,趙法鎖,武斌,汪班橋,段釗.  災(zāi)害學(xué). 2015(04)
[8]特征保持點(diǎn)云數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)[J]. 袁小翠,吳祿慎,陳華偉.  光學(xué)精密工程. 2015(09)
[9]基于量子遺傳算法的無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)路由優(yōu)化[J]. 夏俊,凌培亮,虞麗娟,楊勁松.  同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(07)
[10]基于雙目立體視覺(jué)的復(fù)雜背景下的牛體點(diǎn)云獲取[J]. 薛廣順,來(lái)智勇,張志毅,王美麗.  計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì). 2015(05)

博士論文
[1]基于雙目立體視覺(jué)的三維模型重建方法研究[D]. 韓慧妍.中北大學(xué) 2014

碩士論文
[1]基于單目視覺(jué)的目標(biāo)位姿識(shí)別與機(jī)器人抓取引導(dǎo)[D]. 朱正偉.華南理工大學(xué) 2015
[2]三維數(shù)據(jù)點(diǎn)云的去噪及其檢測(cè)[D]. 張育鋒.南京信息工程大學(xué) 2014
[3]基于雙目計(jì)算機(jī)視覺(jué)的三維重建技術(shù)研究[D]. 陳程.廣東工業(yè)大學(xué) 2014
[4]攝像機(jī)標(biāo)定方法的研究[D]. 舒娜.南京理工大學(xué) 2014
[5]機(jī)械臂空間目標(biāo)視覺(jué)抓取的研究[D]. 鄧樺.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[6]基于結(jié)構(gòu)光的雙目立體成像技術(shù)研究[D]. 劉振.中國(guó)科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所） 2013
[7]基于機(jī)器視覺(jué)的機(jī)械零部件精密測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[D]. 楊戈.南京信息工程大學(xué) 2013
[8]單目視覺(jué)空間目標(biāo)位姿測(cè)量算法研究[D]. 童張海.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[9]基于機(jī)器視覺(jué)的袋裝物料位姿自動(dòng)識(shí)別研究[D]. 劉華冠.濟(jì)南大學(xué) 2011
[10]基于Harris角點(diǎn)檢測(cè)算法的圖像拼接技術(shù)研究[D]. 賈瑩.吉林大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3512664