随着计算机软硬件技术的不断发展和突破,基于图像处理的视觉测距已经成为研究的热点。视觉测量改变传统的测量方式,其可用于无人驾驶、三维重建、智能控制等众多领域。视觉传感器采集的信息量大而广,被称为机器人最重要的传感器,将视觉传感器应用于机器人,将给人们带来更多更全的交互信息,改变传统机器人的操控模式,提高机器人工作效率。因此,视觉测距机器人的研究不仅具有重要的理论意义,而且具有良好的市场前景和广阔的应用价值。本文基于Linux开发环境,在分析研究视频帧抓取、图像预处理、相机标定、图像匹配、重投影等理论方法的基础上,研究并设计了一款具有双目测距功能的机器人。机器人实时采集所处环境视频信息,经Mini6410分析处理,得出视角区域三维点云,进而分析得出近景物体的深度信息;同时机器人将采集的视频经服务器压缩编码,远程传输至Android客户端,工作人员可以依据机器人传回的视频图像遥控机器人完成指定任务。本文主要完成以下几个方面的工作:(1)研究以单片机为硬件平台的控制系统,首先分析机器人行走机构以及机械臂的控制原理,然后在分析研究串口通讯、中断等知识的基础上,合理设计机器人的整体硬件结构,完成机器人执行机构的控制设计。(2)基于小孔成像模型分析研究相机成像原理,建立图像像素坐标系与世界坐标系之间点的转换关系,通过已知尺寸棋盘对相机标定,得出相机固有参数,使用极线约束、Marr约束等原理实现立体校正。(3)分析研究图像匹配的基本算法及其原理,使用SAD算法匹配左右图像,找出匹配特征点,利用特征点左右图像之间视差,得出图像三维点云,分析三维点云信息,测得近景物体的深度信息。