基于單目視覺和固定靶標(biāo)的位姿測量系統(tǒng)
本文選題:計算機視覺 + 單目視覺定位; 參考:《紅外與激光工程》2017年04期
【摘要】:利用計算機視覺進行位姿測量的方法廣泛應(yīng)用于機器人系統(tǒng)、運動體控制系統(tǒng)和精密檢測系統(tǒng)。研究和設(shè)計了一種基于固定靶標(biāo)的單目視覺定位系統(tǒng)和方法,用最少硬件資源實現(xiàn)精密定位。首先,利用圖像匹配的方法檢測出平面靶標(biāo)在圖像中的坐標(biāo),圖像匹配采用SIFT算法和映射匹配方法,之后利用固定靶標(biāo)的特性求取中心點。實驗利用多幅圖像樣本驗證了圖像匹配的準(zhǔn)確性和魯棒性。然后,針對呈矩形分布的PnP問題,提出了一種新的求解方法,以靶標(biāo)控制點的圖像坐標(biāo)和空間坐標(biāo)作為輸入,得到了移動物體與攝像機的三維相對位姿。實驗利用五維精密位移臺移動目標(biāo)物體并拍攝多副圖像,結(jié)果表明位姿測量系統(tǒng)在800 mm范圍內(nèi)達到mm級精度,可以滿足應(yīng)用需求。
[Abstract]:The method of position and posture measurement using computer vision is widely used in robot system, motion body control system and precision detection system. A monocular vision positioning system and method based on fixed target are studied and designed. The precision positioning is realized with the least hardware resources. First, the plane target is detected by image matching. SIFT algorithm and mapping matching method are used in image matching, and then the center points are obtained by using the characteristics of fixed target. The accuracy and robustness of image matching are verified by using multiple image samples. Then, a new solution method is proposed for the PnP problem with rectangular distribution, with the image sitting of the target control point. As the input, the three-dimensional relative position of the moving object and the camera is obtained. The experiment uses a five dimensional precision displacement platform to move the object and take multiple images. The result shows that the position and attitude measurement system can reach the mm level in the range of 800 mm, which can meet the application requirements.
【作者單位】: 華北電力大學(xué)控制與計算機工程學(xué)院;中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心;中國科學(xué)院太空應(yīng)用重點實驗室;
【基金】:國家自然科學(xué)基金(61573139) 國家科技重大專項-載人航天與探月工程
【分類號】:TP391.41
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,本文編號:1841314
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