基于双目视觉的动态目标定位与抓取研究

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1、西南科技大学王程硕壬专业学位论文Ｖ基于双目视觉的动态目标定位与抓取研究作巧姓名夏渡所在学院信息工程学院担制工程专业／领域王桓教授学校导师校夕ｈ导师鮮开义工程师论丈克成Ｕ蝴２０１６巧６＂１Ｕ独创性声明木人卢剛所交的论义是我个人在巧帅巧评下进行的研究；；Ｉ作及取得的ｔ研亢成乂，除了义中特别加ｉｌ柄巧和致谢的地方外，论义中小包。尽巧所知含巧他人已经发丧或撰气过的研究成果，化不包含为获得西聞利技大学或．化一它教巧机构的学位或ＩＩＩ；巧邮使用过的材料。与我同１；化的巧志对木研究听Ｉ做的化何贵献均已化论义

2、ｈ作了刚确的说明井表不了谢蟲。签名：。期；星惠关于论文使用和授权的说明本人龙了解１叫南科技火举巧关仅巧、化用学位论文的规边，即；学校ｉ巧化保巧巧位论义的狂印件ｉ，允巧该论文被巧閒和借闊；学校ｒｗ公化段始Ｎ义的令部或部分内奔，ｒｉ＾采用跋印、缩印或化他狂制于段保巧论文。（保密的巧化论义化解密巧应迸守此规定）签名：计师镇名：３／＾Ｍ蝴：至襄ＸClassifiedIndex:TP242.6U.D.C:621.3SouthwestUniversityofScienceandTechnologyMasterDegreeThesisTheResearch

3、onLocationofDynamicTargetBasedonBinocularvisionandGrabbingSystemGrade:2013Candidate:XiaBoAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:ControlEngineeringSupervisor:Prof.WangHengMay25th,2016西南科技大学硕士研究生学位论文第II页摘要双目立体视觉是计算机视觉领域研究的热点内容，可以获取并恢复出场景中物体的三维信息，被广泛应用于机器人识别定位、工业自动化等众多领域，因此，进行双目立体视觉的研究有着重要的理论

4、及实际意义。本文以双目立体视觉基本原理为依托，结合摄像机标定与立体匹配技术，开发应用于动态目标识别定位与抓取的双目立体视觉系统，并设计了以安川YASKAWA-MH6S六自由度工业机械臂抓取系统平台，进行目标识别定位与抓取实验，主要工作如下：双目摄像机标定中，建立摄像机成像模型，并考虑成像过程中相机畸变的影响，采用张正友两步标定法，得到双目相机的内参数、外参数和图像像素坐标系与世界坐标系转换的旋转矩阵与平移向量。针对目标识别问题，对多种局部特征点进行比较分析，并确定具有良好速度的Surf特征作为模板匹配的特征。采用基于特征的模板匹配算法对目标进行自动检测、识别，并通过实验验证目标物

5、体发生缩放、旋转、被遮挡情形下目标识别的正确性与稳定性。针对动态目标三维位姿定位，本文提出了基于连续视差空间算法，对动态目标进行运动估计与姿态获取，对立体匹配算法进行了改进，将固定区域的特征点限制为一定数量，并采用欧式投影误差作为离群准则函数，建立RANSAC算法的数学模型，加入极线约束的立体匹配算法实现误匹配点的剔除，该算法在降低了误匹配点对算法的影响，同时缩小匹配所耗时间，并通过实验进行了验证分析。最后搭建一套双目视觉-机械臂手眼实验系统，通过D-H参数法对六自由度机械臂建模，正逆运动学分析和求解，在控制上本文采用的是主从式控制方式，通讯采用网络传输，主控机采用计算机平台，负

6、责图像的采集，目标姿态解算，得出控制机械臂运动所需的关节角，从机采用工业机械臂控制器。主机将目标三维重建的位置信息传给抓取系统进行抓取实验，并对抓取误差进行分析，验证了该系统在工业生产实际中具有一定的应用价值。关键词：双目视觉；视觉抓取；特征提取；立体匹配；目标定位西南科技大学硕士研究生学位论文第III页AbstractBinocularStereoVisioncanobtainandrebuildthe3Dinformationofobjects,itiswidelyusedinrobotrecognitionandlocation,medicalimageanalysis,a

7、griculture,constructionindustryandsoon,thus,researchingonBinocularStereoVisionhasgreatsignificancebothintheoryandpractice.ThisthesisisbasedonthebasictheoryofBinocularStereoVision,usingcameracalibrationandimageprocessingtechniques,developingth