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随着工业自动化的发展,生产加工的自动化程度越来越高,机器人视觉在自动化生产中也变得越来越重要。立体视觉技术是机器人视觉研究中最活跃的一个分支,是智能机器人的重要标志。
双目立体视觉是通过对同一目标的两幅或多幅图像的提取、识别、匹配和重建三维环境信息的过程。主要包括:视频捕获、摄像机标定、图像预处理、特征提取、立体匹配以及三维重建。
本文利用双目立体视觉技术,实现了机器人对目标的识别与定位。涉及到图像的实时采集、对初始图像去噪音处理、边缘特征点的提取、摄像机的标定、图像的立体匹配等图像处理技术。在实现过程中,最重要的两个部分是摄像机的标定和立体匹配部分。本文着重对这两个部分的内容做了大量的研究。
在摄像机标定部分,介绍了双摄像机成像模型以及空间定位的原理,简单介绍了摄像机传统标定方法和自标定方法。本文采用的是利用垂直相交线为模板的简化标定算法,该算法简单易懂、计算速度快、所需设备简单、实用性好。最后通过试验说明了该方法的有效性。
在立体匹配部分,通过对立体匹配的原理以及常用的算法的分析,本文采用了以下匹配过程:通过互相关算法建立特征点的粗匹配;通过松弛法消除一部分误匹配;通过最小平方中值法继续消除误匹配;以建立的匹配点为约束,建立新的匹配点。最后,本文通过使用编程工具VC++实现了上述过程,并给出了各个步骤的实现界面和最终的结果,验证了此匹配过程的合理性。