【摘要】：排爆機(jī)器人可以有效降低作業(yè)人員的風(fēng)險(xiǎn),其排爆功能的實(shí)現(xiàn)很大程度上取決于精確的定位,雙目立體視覺是計(jì)算機(jī)視覺定位方法中最重要的距離感知技術(shù)。因此,基于雙目立體視覺的排爆機(jī)器人精確定位技術(shù)的研究具有重要的實(shí)際意義。本文首先分析了排爆機(jī)器人的作業(yè)工況及測(cè)量要求,確立了分別從排爆機(jī)器人的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)場(chǎng)景進(jìn)行定位測(cè)量的研究思路。根據(jù)雙目立體視覺的定位測(cè)量原理和測(cè)量模型,推導(dǎo)出空間點(diǎn)的三維坐標(biāo)公式,并完成了雙目相機(jī)的標(biāo)定工作。其次對(duì)圖像灰度化和平滑處理,去除圖像中冗余的信息和干擾噪聲,為后續(xù)的匹配工作做好準(zhǔn)備。在靜態(tài)圖像的定位測(cè)量過程中,采用ORB檢測(cè)算法結(jié)合Flann匹配算法進(jìn)行立體匹配,并使用PROSAC算法去除誤匹配點(diǎn),得到精準(zhǔn)匹配的特征點(diǎn)進(jìn)行三維坐標(biāo)與距離的計(jì)算。在動(dòng)態(tài)圖像的定位測(cè)量過程中,采用CamShift跟蹤算法,將其與Kalman預(yù)測(cè)器結(jié)合解決跟蹤過程中顏色干擾的問題,引入雙目立體視覺的極線約束,得到精確的匹配點(diǎn)進(jìn)行三維重建,計(jì)算出該點(diǎn)的空間坐標(biāo)與距離值。最后分別進(jìn)行了雙目立體相機(jī)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)場(chǎng)景的定位實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明達(dá)到了排爆機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)定位與測(cè)距的要求。
[Abstract]:Binocular stereo vision is the most important distance sensing technology in computer vision positioning method, which can effectively reduce the risk of operators, and the realization of its explosive removal function depends on the precise positioning to a large extent, and binocular stereoscopic vision is one of the most important distance sensing techniques in computer vision positioning methods. Therefore, the research of precise positioning technology based on binocular stereo vision is of great practical significance. In this paper, the working conditions and measurement requirements of the robot are analyzed firstly, and the research ideas of positioning measurement from the static and dynamic scenes of the robot are established. According to the positioning principle and measurement model of binocular stereo vision, the three-dimensional coordinate formula of space point is derived, and the calibration of binocular camera is completed. Secondly, image grayscale and smoothing are processed to remove redundant information and interference noise in the image, so as to prepare for the subsequent matching work. In the process of static image location and measurement, the ORB detection algorithm combined with the Flann matching algorithm is used for stereo matching, and the PROSAC algorithm is used to remove the mismatched points, and the accurate matching feature points are obtained to calculate the three-dimensional coordinates and distances. In the process of dynamic image location and measurement, the CamShift tracking algorithm is used, which is combined with the Kalman predictor to solve the problem of color interference in the tracking process, and the polar constraint of binocular stereo vision is introduced to obtain accurate matching points for 3D reconstruction. The spatial coordinates and distance values of the point are calculated. Finally, the static and dynamic scene positioning experiments of binocular stereo camera are carried out, and the results show that the localization and ranging requirements of the robot are met.
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP391.41;TP242

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2451995