基于激光環(huán)主動標記的單目視覺試驗平臺研究.pdf

1、機器代替人的勞動是人類在長期的社會生產(chǎn)實踐中不斷追求的目標。其中，機器視覺應用得到了廣泛的發(fā)展。它是一種利用視覺傳感器與計算機實現(xiàn)人的視覺功能的技術，集合了電子、機械、光學、計算機及信息科學等多學科的最新成就，是高技術領域的重要組成部分。本文以利用激光環(huán)獲取物體表面深度信息進行物體位姿獲取為目的，從試驗平臺總體方案、攝像機標定技術及六自由度位姿調(diào)節(jié)平臺設計等三個方面進行了研究和探討。
　　 通過分析基于單目視覺的標定模型和標定方

2、法，提出了采用單目視覺與激光環(huán)主動標記相結合來確定空間目標物體位姿的方法。通過假設攝像機光軸與激光源軸線平行時建立模型，分析了單目視覺與激光環(huán)主動標記相結合獲取深度信息的機理，確定了需要標定的攝像機內(nèi)外部參數(shù)，尋找到了激光源軸線與攝像機光軸的空間位置，并確立了攝像機內(nèi)外部參數(shù)的獲取方法。
　　 在確定了基于激光環(huán)主動標記的單目視覺試驗平臺總體方案的基礎上，根據(jù)試驗平臺需要，進行了串聯(lián)型六自由度位姿調(diào)節(jié)平臺的設計;建立了六自由度位

3、姿調(diào)節(jié)平臺的運動學模型，進而建立了六自由度位姿調(diào)節(jié)平臺的運動學方程。最終，求解出六自由度位姿調(diào)節(jié)平臺的運動學逆解，為平臺所載物體位姿調(diào)節(jié)提供依據(jù)，進而為整個控制系統(tǒng)的閉環(huán)控制打下基礎。
　　 利用三坐標測量機、六自由度位姿調(diào)節(jié)平臺、標靶、激光源及攝像機搭建了基于激光環(huán)主動標記的單目視覺試驗平臺，系統(tǒng)地介紹標定平臺的各個硬件和軟件組成部分及其功能。詳細介紹了利用MATLAB對圖像進行讀取、閾值分割、邊緣檢測和提取、圖像腐蝕、圖像數(shù)