基于双目视觉的堆叠箱盒目标识别与定位技术研究
发布时间：2021-05-20 00:58
双目立体视觉作为机器视觉的一个重要分支,其应用已遍及到生产和生活的各个领域。基于双目立体视觉的视觉引导技术可以从二维空间的识别定位提升到三维空间,可以得到目标的三维信息,从而实现自由度更高,环境更复杂的抓取与分拣。目前很多抓取和分拣的机器人都是通过视觉引导技术来完成对目标的识别与定位,但大多数还是二维的视觉引导技术。本文基于双目立体视觉技术,对堆叠状态下的箱体盒体进行识别与定位,得到箱盒位姿信息后进行三维空间的抓取。目前双目立体视觉的视觉引导技术是一个重要课題,但同时也面临着许多挑战。双目立体视觉目标识别与定位技术一直不能平衡实时性和精准性,能够在单一工况下完成视觉引导工作,但在复杂的堆叠条件下,准确性大幅下降,系统鲁棒性不强。针对上述问题,结合实验室现有平台,实现堆叠箱盒目标识别与定位,根据机器人抓取特性,保证其旋转角度精度为5°,三轴精度为3mm。进行如下研究工作:（1）针对张正友标定法只考虑径向畸变的影响,使得标定结果不精确的问题,本文提出基于张正友标定法的改进算法,加入切向畸变进行标定。张氏标定法为了标定算法的便捷,只考虑影响最大的径向的畸变。但在组装相机的过程中,不能完全保证...
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状及发展趋势
1.2.1 相机标定研究现状
1.2.2 立体匹配算法研究现状
1.2.3 三维重建技术研究现状
1.3 系统工作流程及实现指标
1.4 主要研究内容与章节安排
第2章 双目立体视觉系统标定
2.1 相机成像模型
2.1.1 小孔成像模型
2.1.2 畸变模型
2.2 双目相机成像模型
2.3 双目视觉系统标定与改进研究
2.3.1 张正友标定法原理
2.3.2 标定实验分析
2.3.3 基于张正友标定法的改进
2.3.4 立体校正
2.4 标定结果
2.5 本章小结
第3章 堆叠箱盒双目立体匹配技术
3.1 立体匹配技术
3.1.1 立体匹配目的
3.1.2 立体匹配约束
3.1.3 立体匹配算法的匹配过程
3.2 立体匹配算法的分类与比较
3.2.1 动态规划分类
3.2.2 匹配基元分类
3.3 SGBM立体匹配算法
3.4 SGBM立体匹配算法的改进
3.4.1 立体匹配预处理
3.4.2 RANSAC误匹配点剔除改进
3.4.3 基于Delaunay三角剖分改进
3.4.4 改进效果
3.5 本章小结
第4章 堆叠箱盒目标的识别与定位
4.1 双目视觉三维重建
4.2 箱盒目标位姿估计
4.2.1 Blob分析提取视差平面
4.2.2 三维空间视差点拟合平面
4.2.3 箱盒位姿估计
4.3 位姿估计结果
4.4 本章小结
第5章 机器人堆叠目标定位抓取实验
5.1 系统概况
5.2 机器人手眼标定
5.3 抓取实验
5.3.1 平台搭建
5.3.2 关键技术
5.3.3 实验结果与分析
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]立体图像对的极线校正[J]. 朱庆生,胡章平,刘然,许小艳. 计算机工程与设计. 2009(17)
[2]一种立体计算机视觉技术的仿真研究[J]. 王小敏. 系统仿真学报. 2006(05)
[3]基于主动视觉摄像机标定方法[J]. 胡占义,吴福朝. 计算机学报. 2002(11)
[4]计算机视觉中摄像机定标综述[J]. 邱茂林,马颂德,李毅. 自动化学报. 2000(01)
硕士论文
[1]基于双目视觉的三维测量及可视化技术研究[D]. 张强.长春工业大学 2018
[2]基于双目立体视觉三维重建方法的研究[D]. 张如如.聊城大学 2018
[3]基于双目立体视觉三维重建技术研究[D]. 李彪.西安科技大学 2018
[4]基于立体视觉的壳体零件三维重建技术研究[D]. 胡权凤.哈尔滨工业大学 2018
[5]基于双目视觉立体匹配算法的研究与应用[D]. 刘欢.哈尔滨工业大学 2018
[6]基于双目立体视觉的工件识别与定位关键技术研究[D]. 韩博.哈尔滨工业大学 2018
[7]基于双目立体视觉的三维重建技术研究[D]. 黄学然.西安电子科技大学 2018
[8]基于双目视觉零件位姿确定的研究[D]. 杜小强.石家庄铁道大学 2018
[9]双目视觉与障碍物探测方法研究[D]. 刘然.西安石油大学 2018
[10]基于双目视觉的机械手定位抓取技术的研究[D]. 徐凯.浙江大学 2018
本文编号：3196768
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状及发展趋势
1.2.1 相机标定研究现状
1.2.2 立体匹配算法研究现状
1.2.3 三维重建技术研究现状
1.3 系统工作流程及实现指标
1.4 主要研究内容与章节安排
第2章 双目立体视觉系统标定
2.1 相机成像模型
2.1.1 小孔成像模型
2.1.2 畸变模型
2.2 双目相机成像模型
2.3 双目视觉系统标定与改进研究
2.3.1 张正友标定法原理
2.3.2 标定实验分析
2.3.3 基于张正友标定法的改进
2.3.4 立体校正
2.4 标定结果
2.5 本章小结
第3章 堆叠箱盒双目立体匹配技术
3.1 立体匹配技术
3.1.1 立体匹配目的
3.1.2 立体匹配约束
3.1.3 立体匹配算法的匹配过程
3.2 立体匹配算法的分类与比较
3.2.1 动态规划分类
3.2.2 匹配基元分类
3.3 SGBM立体匹配算法
3.4 SGBM立体匹配算法的改进
3.4.1 立体匹配预处理
3.4.2 RANSAC误匹配点剔除改进
3.4.3 基于Delaunay三角剖分改进
3.4.4 改进效果
3.5 本章小结
第4章 堆叠箱盒目标的识别与定位
4.1 双目视觉三维重建
4.2 箱盒目标位姿估计
4.2.1 Blob分析提取视差平面
4.2.2 三维空间视差点拟合平面
4.2.3 箱盒位姿估计
4.3 位姿估计结果
4.4 本章小结
第5章 机器人堆叠目标定位抓取实验
5.1 系统概况
5.2 机器人手眼标定
5.3 抓取实验
5.3.1 平台搭建
5.3.2 关键技术
5.3.3 实验结果与分析
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]立体图像对的极线校正[J]. 朱庆生,胡章平,刘然,许小艳. 计算机工程与设计. 2009(17)
[2]一种立体计算机视觉技术的仿真研究[J]. 王小敏. 系统仿真学报. 2006(05)
[3]基于主动视觉摄像机标定方法[J]. 胡占义,吴福朝. 计算机学报. 2002(11)
[4]计算机视觉中摄像机定标综述[J]. 邱茂林,马颂德,李毅. 自动化学报. 2000(01)
硕士论文
[1]基于双目视觉的三维测量及可视化技术研究[D]. 张强.长春工业大学 2018
[2]基于双目立体视觉三维重建方法的研究[D]. 张如如.聊城大学 2018
[3]基于双目立体视觉三维重建技术研究[D]. 李彪.西安科技大学 2018
[4]基于立体视觉的壳体零件三维重建技术研究[D]. 胡权凤.哈尔滨工业大学 2018
[5]基于双目视觉立体匹配算法的研究与应用[D]. 刘欢.哈尔滨工业大学 2018
[6]基于双目立体视觉的工件识别与定位关键技术研究[D]. 韩博.哈尔滨工业大学 2018
[7]基于双目立体视觉的三维重建技术研究[D]. 黄学然.西安电子科技大学 2018
[8]基于双目视觉零件位姿确定的研究[D]. 杜小强.石家庄铁道大学 2018
[9]双目视觉与障碍物探测方法研究[D]. 刘然.西安石油大学 2018
[10]基于双目视觉的机械手定位抓取技术的研究[D]. 徐凯.浙江大学 2018
本文编号：3196768
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3196768.html
