异质双目视觉无人生物安全移动实验室多级地图构建

发布时间：2021-03-05 01:29

　　近年来,非洲猪瘟疫情的出现、埃博拉病毒的爆发以及炭疽恐怖袭击事件的发生,使得生物安全问题再度引起了全世界的关注。有关生物安全问题的处治中,旨在现场快速检测高致病、致死性微生物的研究为了热点,并出现了满足现场实际需求的生物安全移动实验室。但现有生物安全移动实验室因体积庞大、机动性差、实验人员的安全性无法根本保障等原因,限制了其推广使用。随着智能机器人产业的发展,本文针对基于智能机器人的无人生物安全移动实验室的关键技术进行研究,开展了如下研究工作。（1）无人生物安全移动实验室及双目视觉系统的设计与实现:无人生物安全移动实验室的设计采用机械臂代替人的方案,并规划无人生物安全实验室布局;异质双目视觉系统采用彩色加黑白摄像头模组,同时获得彩色和黑白图像信息;根据机械臂的运动位姿求解双目视觉模块的坐标系变换矩阵,完成双目视觉模块的标定工作。（2）无人生物安全移动实验室多级地图构建:根据无人生物安全移动实验室俯视图像,以包络块代替仪器设备建立用于路径规划的初级地图;在实验目标区域,通过环拍获得连续多幅点云,利用点云配准算法构建用于精准识别仪器设备的二级地图;建立仪器设备可拓展三维模型数据库,通过训练... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２左：ＴｅｃａｎＦｒｅｅｄｏｍＥＶ０?７５工作站，右：“迗？芬奇”手术机器人

安全实验室内进行埃博拉病毒检测；下：移动生物安全实验室内部结构。??生物安全移动实验室在塞拉利昂抗击埃博拉病毒的事件中，起到了重大的作??用［２］。即使生物安全移动实验室专注于生物实验的安全问题，消毒隔离措施较为??完善，实验人员依旧需要承担风险，直接参与实验操作病菌、病毒，危险无法被??完全排除［３］。为了解决上述问题，本文提出了?“无人生物安全移动实验室”概念，??即在生物安全移动实验室的基础之上采用机械臂代替研究人员完成配试剂、移动??耗材、操作仪器等实验步骤，提高安全性。??

第１章绪论双目视觉系统??有的研究中，实现无人化一般采用环境地图或人工设定的方式，人工适用于工厂生产线等机械化操作，环境地图需要获取三维信息构建地人系统。获取三维信息的方式主要有Ｋｉｎｅｃｔ设备获取ＲＧＢ图像和深结构光解码［１２］以及双目视觉系统实现立体匹配的方法［１３］。无人生物验室因其特殊的工作环境，机器人操作系统中可供安装视觉装置的空成像距离也需要满足较小视距的工况要求。因此在无人生物安全移动用双目视觉系统的方案更为合理。??

【参考文献】：
博士论文
[1]高分辨率近似纹理图像立体匹配技术研究[D]. 黄经州.浙江大学 2015
[2]基于可编程片上系统的实时立体匹配算法研究[D]. 张翔.浙江大学 2014
[3]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

硕士论文
[1]移动无人生物安全实验室机械臂运动规划和在线避障研究[D]. 马琳娜.浙江大学 2017
[2]基于FPGA的双目视觉系统研究[D]. 王文强.清华大学 2015
[3]基于局部特征的图像匹配与识别[D]. 宫明明.华中科技大学 2012



本文编号：3064319