某項目需要在封閉的真空腔室內(nèi)進(jìn)行實驗,腔室內(nèi)具有多臺設(shè)備,環(huán)境復(fù)雜,設(shè)備之間容易產(chǎn)生遮擋。如果通過人工監(jiān)控很難對腔室內(nèi)各設(shè)備之間是否會發(fā)生碰撞做出判斷,因此本文設(shè)計了基于多目視覺智能化防碰撞檢測系統(tǒng),具體工作如下。綜合分析了防碰撞檢測技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀,設(shè)計了基于多目視覺的防碰撞檢測系統(tǒng),包括腔室內(nèi)各設(shè)備的精確定位和最近距離測量,搭建了實驗平臺。首先建立多目立體視覺系統(tǒng),通過三臺攝像機對腔室進(jìn)行監(jiān)控,并對系統(tǒng)中的攝像機進(jìn)行標(biāo)定,然后對視覺三維測量技術(shù)進(jìn)行了研究,提出利用基于CAD模型的模板匹配算法對腔室內(nèi)設(shè)備進(jìn)行精確定位,得到被測設(shè)備與攝像機之間的位姿信息。為了測量腔室內(nèi)各設(shè)備之間最近距離,設(shè)計了基于點云的防碰撞檢測方案,首先利用算法將被測設(shè)備離散為點云模型,并將模板匹配得到的位姿信息賦予點云模型,從而實現(xiàn)對實際設(shè)備的位姿跟蹤。然后對計算點云之間最近距離算法進(jìn)行了研究,通過實驗對比各個算法的準(zhǔn)確度和運行時間,提出將KD-Tree最近鄰搜索法與碰撞檢測問題相結(jié)合,計算出點云之間的最近距離,完成程序設(shè)計,實現(xiàn)防碰撞檢測。本文分析了視覺三維測量技術(shù)和碰撞檢測技術(shù)的國內(nèi)外現(xiàn)狀,設(shè)計了基于多目視覺的防碰撞檢測系統(tǒng),實現(xiàn)了對腔室內(nèi)部設(shè)備之間的位姿測量以及最近距離測量,實驗結(jié)果滿足精度要求。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP391.41
【部分圖文】：

圖 1-1 腔室設(shè)備外觀圖有多臺設(shè)備，環(huán)境復(fù)雜，設(shè)備之間相互遮掩，通過人為的監(jiān)視很難判斷腔室中心設(shè)備之圖 1-2 腔室內(nèi)部圖目的是在于利用多臺攝像機對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控

需要對真空腔室內(nèi)中心處的靶球，進(jìn)有許多設(shè)備，指向腔室的中心，腔室設(shè)備圖 1-1 腔室設(shè)備外觀圖有多臺設(shè)備，環(huán)境復(fù)雜，設(shè)備之間相互遮通過人為的監(jiān)視很難判斷腔室中心設(shè)備

以及設(shè)置安全距離，當(dāng)兩個設(shè)備之間距離低于安全距離時，進(jìn)警，從而解決人工監(jiān)控自動化程度低的缺點。本課題主要包括兩個部分，視覺三維測量技術(shù)的研究以及防碰撞檢測技研究，視覺三維測量技術(shù)在工業(yè)裝配領(lǐng)域，機器視覺，計算機視覺等領(lǐng)占據(jù)著重要的位置，防碰撞檢測技術(shù)也在機器人學(xué)，虛擬現(xiàn)實等眾多領(lǐng)到廣泛的研究和應(yīng)用，本課題對封閉空間內(nèi)各個設(shè)備之間防碰撞檢測進(jìn)研究，對促進(jìn)視覺三維測量技術(shù)和防碰撞檢測技術(shù)在各個學(xué)科的應(yīng)用具重要的意義。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀.1 視覺三維測量研究現(xiàn)狀傳統(tǒng)的位姿測量方法主要包括單目視覺，雙目視覺，多目視覺，激光雷以及近年來發(fā)展迅速的基于 SLAM 的方法，不同的方法應(yīng)用于不同的場如圖 1-3 所示，單目雙目獲取姿態(tài)，對物體紋理有依賴，還有些圖像不，環(huán)境較為復(fù)雜。
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本文編號：2879702