基于多目视觉智能化防碰撞系统研究

发布时间：2020-11-11 20:32

　　 某项目需要在封闭的真空腔室内进行实验,腔室内具有多台设备,环境复杂,设备之间容易产生遮挡。如果通过人工监控很难对腔室内各设备之间是否会发生碰撞做出判断,因此本文设计了基于多目视觉智能化防碰撞检测系统,具体工作如下。综合分析了防碰撞检测技术的国内外现状,设计了基于多目视觉的防碰撞检测系统,包括腔室内各设备的精确定位和最近距离测量,搭建了实验平台。首先建立多目立体视觉系统,通过三台摄像机对腔室进行监控,并对系统中的摄像机进行标定,然后对视觉三维测量技术进行了研究,提出利用基于CAD模型的模板匹配算法对腔室内设备进行精确定位,得到被测设备与摄像机之间的位姿信息。为了测量腔室内各设备之间最近距离,设计了基于点云的防碰撞检测方案,首先利用算法将被测设备离散为点云模型,并将模板匹配得到的位姿信息赋予点云模型,从而实现对实际设备的位姿跟踪。然后对计算点云之间最近距离算法进行了研究,通过实验对比各个算法的准确度和运行时间,提出将KD-Tree最近邻搜索法与碰撞检测问题相结合,计算出点云之间的最近距离,完成程序设计,实现防碰撞检测。本文分析了视觉三维测量技术和碰撞检测技术的国内外现状,设计了基于多目视觉的防碰撞检测系统,实现了对腔室内部设备之间的位姿测量以及最近距离测量,实验结果满足精度要求。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP391.41
【部分图文】：

图 1-1 腔室设备外观图有多台设备，环境复杂，设备之间相互遮掩，通过人为的监视很难判断腔室中心设备之图 1-2 腔室内部图目的是在于利用多台摄像机对设备进行监控

需要对真空腔室内中心处的靶球，进有许多设备，指向腔室的中心，腔室设备图 1-1 腔室设备外观图有多台设备，环境复杂，设备之间相互遮通过人为的监视很难判断腔室中心设备

以及设置安全距离，当两个设备之间距离低于安全距离时，进警，从而解决人工监控自动化程度低的缺点。本课题主要包括两个部分，视觉三维测量技术的研究以及防碰撞检测技研究，视觉三维测量技术在工业装配领域，机器视觉，计算机视觉等领占据着重要的位置，防碰撞检测技术也在机器人学，虚拟现实等众多领到广泛的研究和应用，本课题对封闭空间内各个设备之间防碰撞检测进研究，对促进视觉三维测量技术和防碰撞检测技术在各个学科的应用具重要的意义。 国内外研究现状.1 视觉三维测量研究现状传统的位姿测量方法主要包括单目视觉，双目视觉，多目视觉，激光雷以及近年来发展迅速的基于 SLAM 的方法，不同的方法应用于不同的场如图 1-3 所示，单目双目获取姿态，对物体纹理有依赖，还有些图像不，环境较为复杂。
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本文编号：2879702