小议基于双目视觉的刚体目标位姿及运动参数分析

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1、工学硕士学位论文基于双目视觉的刚体目标位姿及运动参数分析燕山大学2009年3月万方数据国内图书分类号：TP242.6国际图书分类号：621.3工学硕士学位论文基于双目视觉的刚体目标位姿及运动参数分析硕士研究生：周艳红导师：孔令富教授申请学位级别：工学硕士学科、专业：计算机软件与理论所在单位：信息科学与工程学院授予学位单位：燕山大学万方数据ClassifiedIndex:TP242.6U.D.C.:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringPOSESANDMOTIONPARAMETERSANALYSISOFRIGIDOBJECTBASEDON

2、BINOCULARVISIONCandidate:ZhouYanhongSupervisor:Prof.KongLingfuAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:ComputerSoftwareandTheoryUniversity:YanshanUniversity万方数据燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于双目视觉的刚体目标位姿及运动参数分析》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究

3、成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《基于双目视觉的刚体目标位姿及运动参数分析》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本人如需发表将署名燕山大学为第一完成单位及相关人员。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学

4、位论文属于不保密□。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日万方数据摘要目标运动视觉监测是目前国内外机器人领域的研究热点，在提高机器人运动精度，增强机器人智能性方面具有重要的科学意义和实用价值。目前一些成果大多针对目标点的直接监测，但考虑到一些特殊的场景，如雕刻机器人刀具雕刻时会产生火花或切屑，医学手术时刀头可能进入人体体内等，实际应用中会出现很多类似的目标点难以直接监测的状况。在这种情况下，本文在综合分析与比较了国内外关于目标运动视觉监测方法的基础上，提出在监测目标上加装标靶，并从获取的标靶视觉信息中间接分析刚体目标位姿及运动状态的新监测方法。首先，对双目视

5、觉监测平台的机构特性进行了说明，根据平台的特性建立了适合本平台的数学模型；对摄像机的视觉模型和标定方法进行了描述。其次，针对并联雕刻机器人操作刀具的特点，设计了在刀具上方加装的圆台型标靶，并采用标靶图像X型角点的子像素级提取方法，建立标靶特征点的三维重建模型。再次，利用目标与加装的圆台型标靶的几何不变性及刚体位移的运动约束，研究了在采样时刻刚体运动目标当前位置和姿态的最小二乘估计方法。接着利用连续采样时刻的图像序列信息，建立了基于扩展卡尔曼滤波刚体运动估计模型。最后，编制了上述算法的Matlab程序，实验验证了本文提出的基于圆台型标靶视觉信息间接分析目标位姿和运动状态方法的可行性。关键词双目视

6、觉；目标监测；圆台标靶；卡尔曼滤波；特征提取万方数据AbstractVisualmonitoringofmotionobjectisaresearchfocusonrobotworldwideatpresent,andthestudy,whichhasscientificsignificanceandpracticalvalueataspectsofimprovingrobotmotionprecisionandenhancingrobotintelligence.Atpresent,moreachievementsaccordingtodirectlymonitoringforobjectp

7、oint.Whereas,consideringsomespecialscenes,suchassparkorchipwillgenerateintoolcarving,toolmaybeenterintobodyinmedicalsurgery.Inmorepracticalapplication,manysimilarsituationsmakedirectlymonitoringoperat