基于单目视觉和固定靶标的位姿测量系统

发布时间：2018-05-04 03:10

  本文选题：计算机视觉 + 单目视觉定位　； 参考：《红外与激光工程》2017年04期

【摘要】：利用计算机视觉进行位姿测量的方法广泛应用于机器人系统、运动体控制系统和精密检测系统。研究和设计了一种基于固定靶标的单目视觉定位系统和方法,用最少硬件资源实现精密定位。首先,利用图像匹配的方法检测出平面靶标在图像中的坐标,图像匹配采用SIFT算法和映射匹配方法,之后利用固定靶标的特性求取中心点。实验利用多幅图像样本验证了图像匹配的准确性和鲁棒性。然后,针对呈矩形分布的PnP问题,提出了一种新的求解方法,以靶标控制点的图像坐标和空间坐标作为输入,得到了移动物体与摄像机的三维相对位姿。实验利用五维精密位移台移动目标物体并拍摄多副图像,结果表明位姿测量系统在800 mm范围内达到mm级精度,可以满足应用需求。
[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.

【作者单位】： 华北电力大学控制与计算机工程学院;中国科学院空间应用工程与技术中心;中国科学院太空应用重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金(61573139) 国家科技重大专项-载人航天与探月工程
【分类号】：TP391.41

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本文编号：1841314