發(fā)布時間：2020-04-29 14:53

【摘要】：移動港(Mobile Harbor簡稱MH)是近些年由KAIST提出的一種新型的海上貨物轉(zhuǎn)移系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠在一定程度波浪及大風(fēng)的海上實現(xiàn)貨物的交接作業(yè),目前已經(jīng)在海平面上搬運集裝箱等貨物方面得到了應(yīng)用。但在這種特殊的條件下,要想實現(xiàn)特定貨物與特定位置的精準(zhǔn)對接,對由于海浪引起的一些自由度方向的運動的補償尤為重要。圓孔特征作為生活中常見的特征之一,研究運用視覺的方式獲取非可控目標(biāo)船只圓孔的位姿,需要對針對圓特征的視覺算法、多自由度控制、工業(yè)相機的參數(shù)標(biāo)定、運動預(yù)測等相關(guān)技術(shù)進行驗證,必要時還可加以輔助特征輔助識別。這對海上針對孔、洞類圓特征目標(biāo)的貨物交接,具有非常大的研究意義。首先,要將現(xiàn)實世界坐標(biāo)下的目標(biāo)與工業(yè)相機內(nèi)的坐標(biāo)形成準(zhǔn)確的對應(yīng)關(guān)系,需要對相機進行標(biāo)定。本文通過簡單的單目測距實驗對比了棋盤標(biāo)定法、圓形標(biāo)定法及運用MATLAB標(biāo)定工具箱的標(biāo)定準(zhǔn)確度,從中選取最優(yōu)的標(biāo)定方法,并加以改進,完成對相機的標(biāo)定。其次,針對所識別的目標(biāo)為一個圓,而空間中圓在成像平面中往往以橢圓的形式出現(xiàn)的問題,研究了以霍夫變換為主的投票類算法以及以最小二乘法為主的最優(yōu)算法。通過仿真了解了兩類算法的優(yōu)缺點,并結(jié)合各自的優(yōu)缺點,提出了一種改進的橢圓擬合算法,以投票法確定橢圓的圓心,在此基礎(chǔ)上以最小二乘法完成對橢圓的擬合,驗證了算法的可行性。然后,在橢圓成功被擬合的基礎(chǔ)之上,研究空間中圓特征的投影模型,找到空間中圓的位置與成像平面擬合橢圓之間的關(guān)系,建立了空間圓的投影錐模型;并針對圓的二義性問題,提出利用幀間法消除圓的二義性問題;同時,針對動態(tài)處理過程中,由于數(shù)據(jù)傳輸過程中會產(chǎn)生的時間差,對EKF、UKF及PF三種針對非線性運動的預(yù)測濾波算法進行了對比,并從中選取最適合本課題場景的跟蹤算法。最后,在理論分析和仿真的基礎(chǔ)之上,通過實驗,驗證算法的可行性及測量的準(zhǔn)確性。
【圖文】：

圖 1-1 手眼視覺系統(tǒng)及場景視覺系統(tǒng)動力學(xué)當(dāng)中的雅各比矩陣，CMU 的 Weiss[14]等機器視覺的領(lǐng)域，用來描述非線性的偏差信號為反饋信號使得這種方法不需要進行標(biāo)定，但適確的位置。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在早期也有著迅猛的

圖 1-2 2.5 維視覺伺服系統(tǒng)視覺測量方面，近年來，眾多研究者試圖利用亞像素定位的技術(shù)來標(biāo)的定位精度問題。當(dāng)目標(biāo)不是孤立的存在，而是以某一種特定在時，比如特定的灰度分布及形狀分布的一組特征點，就像圓點、叉線等具體特征時，，采用亞像素技術(shù)能使測量精度比原本圖像的
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP391.41;U693.5

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