基于结构光的双目视觉引导系统设计

发布时间：2021-11-03 17:21

　　伴随着现代工业制造技术的快速发展,视觉检测与机器人技术相结合是工业智能化的主要方向。基于机器视觉的检测技术具有非接触、速度快、精度高等优点,在三维检测技术中优势尤为明显,但是在堆叠零件等复杂场景中还没有完善的解决方案,因此需要对此问题展开深入研究。本文主要研究场景中物体位姿的检测方法,尤其是针对复杂的零件堆场景,在此基础上设计了基于结构光的双目视觉引导系统,试图解决零件堆分拣问题。通过双目立体视觉技术与结构光技术相结合的方法构建引导系统,该系统主要由双目标定、三维重建、位姿估计三个环节组成,这些环节在实现时的难点分别是双目视觉系统标定算法、结构光投影方案与特征匹配技术、三维位姿估计的具体实现方法。针对双目视觉系统标定算法,根据相机的成像原理分析各坐标系之间的转换关系和图像畸变原因,基于张正友平面标定算法对双目视觉系统进行标定,并对采集到的图像进行畸变和极线校正。针对结构光投影方案与特征匹配技术,设计了一种改进的格雷码和相移结构光相结合的投影方案。通过投影四位正反码图案的方法进行解码,提出了p相移的噪声补偿算法实现三步相移求解相位,对相位周期错位校正,利用线性拟合的方法实现了亚像素特征匹... 

【文章来源】：南京信息工程大学江苏省

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

视觉引导设备

(a) 火星探测器整体设计概念图 (b) 探测器视觉系统细节图图 1-2 新一代火星探测器[19]KITTI 团队[20]研发的自动驾驶平台，该平台将视觉相机、激光扫描器、GPS 设备一体，具有立体视觉、视觉测距、SLAM 和三维物体检测等功能。Kei Okada 团队[21]设计了一种基于双目立体视觉和全身姿势信息的人形机器人，步行导航实现楼层检测功能，成功利用双目视觉实现了控制行走方向以避开障碍omlekciler I T 等人[22]在正颌外科手术中利用双目立体视觉的方法实现了质量检测功助于外科医生避免或减少误差，提高颌骨定位的准确性。在双目立体视觉技术方面，虽然国内相较于国外起步较晚，但在各个领域中已展了强劲的发展活力，并在视觉导航、工业机器人等方面都取得了不错的成绩。1990 年，清华大学计算机系的艾海舟等人[23]提出了一个基于线条特征的双目立觉系统，利用环境的相似性作为匹配特征，以粗匹配至精匹配的策略，通过预测、

径向畸变切向畸变xy(x,y)(x0,y0)图 2-6 畸变示意图于透镜的形状引起的，使得图像沿着半径方向由于透镜在加工过程中是保持中心对称，使得形畸变与枕形畸变两种，如图 2-7 所示，其中是沿半径向内扩散。

【参考文献】：
期刊论文
[1]机械设备制造中自动化技术及工业机器人的应用研究[J]. 吴长庚.  山东工业技术. 2019(06)
[2]基于双目视觉的三维测量技术研究[J]. 周科杰,冯常.  计算机测量与控制. 2019(01)
[3]AR辅助装配中基体及零件位姿组合估计方法[J]. 刘然,范秀敏,尹旭悦,王冀凯,杨旭.  机械设计与研究. 2018(06)
[4]视觉系统在工业自动化上的应用[J]. 彭惠平.  企业科技与发展. 2018(11)
[5]基于图像的重建点云离群点检测算法[J]. 杨雨薇,李幸刚,张亚萍.  数据采集与处理. 2018(05)
[6]面结构光测量系统中基于π/3相移的噪声补偿算法[J]. 崔索超,孙峰.  光学与光电技术. 2018(04)
[7]大视场双目视觉定位系统中多目标稀疏匹配[J]. 王鑫,王向军.  红外与激光工程. 2018(07)
[8]基于格雷码和多步相移法的双目立体视觉三维测量技术研究[J]. 王兵,郭玲.  计算机测量与控制. 2018(05)
[9]测量误差不确定性加权的立体视觉位姿估计目标函数[J]. 霍炬,张贵阳,崔家山,杨明.  光学精密工程. 2018(04)
[10]基于双目视觉的数字散斑时空相关三维面形测量[J]. 许仁超,周方艳,张启灿.  激光杂志. 2018(03)

博士论文
[1]面向机器人的多目视觉检测算法研究及系统实现[D]. 柯丰恺.华中科技大学 2016
[2]基于视觉的机器人同时定位与地图构建[D]. 武二永.浙江大学 2007
[3]基于散乱点云数据的曲面重建关键技术研究[D]. 贺美芳.南京航空航天大学 2006

硕士论文
[1]基于双目立体视觉引导机械手物料分拣系统[D]. 刘福清.广东工业大学 2018
[2]基于点云处理的场景三维重建[D]. 吴晓庆.西南科技大学 2017
[3]基于双目视觉的机器人焊缝轨迹检测的研究[D]. 凤迎迎.浙江大学 2017



本文编号：3474060