排爆机器人双目立体视觉定位技术的研究

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1、分类号:TH1210710-2014125057硕士学位论文排爆机器人双目立体视觉定位技术的研究胡磊祥导师姓名职称高子渝副教授申请学位类别工学硕士学科专业名称机械电子工程论文提交日期2017年04月24日论文答辩日期2017年06月10日学位授予单位长安大学ResearchonBinocularStereoscopicVisionLocalizationofEODRobotAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：HuLeiXiangSupervisor：AssociateProf.GaoZiYu

2、Chang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成，果。除论文中己经注明引用的内容外，对论文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：年“月曰１论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人

3、离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。（涉密论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：年以月曰７导师签名別年＾《月曰〕々摘要排爆机器人可以有效降低作业人员的风险，其排爆功能的实现很大程度上取决于精确的定位，双目立体视觉是计算机视觉定位方法中最重要的距离感知技术。因此，基于双目立体视觉的排爆机器人精确定位技术的研究具有重要的实际意义。本文首先分析了排爆机器人的作业工况及测量要求，确立了分别从排爆机器人的静态和动态场景进行定位测量的研究思路。根据双目立体视觉的定位测量原理和测量模型

4、，推导出空间点的三维坐标公式，并完成了双目相机的标定工作。其次对图像灰度化和平滑处理，去除图像中冗余的信息和干扰噪声，为后续的匹配工作做好准备。在静态图像的定位测量过程中，采用ORB检测算法结合Flann匹配算法进行立体匹配，并使用PROSAC算法去除误匹配点，得到精准匹配的特征点进行三维坐标与距离的计算。在动态图像的定位测量过程中，采用CamShift跟踪算法，将其与Kalman预测器结合解决跟踪过程中颜色干扰的问题，引入双目立体视觉的极线约束，得到精确的匹配点进行三维重建，计算出该点的空间坐标与距离值。最后分别进行了双目立体相机的静态和动态场

5、景的定位实验，结果表明达到了排爆机器人现场定位与测距的要求。关键词：双目立体视觉，排爆机器人，ORB，CamShift，Kalman；iAbstractTheEODrobotcaneffectivelyreducetheriskoftheoperator.TherealizationoftheEODfunctiondependsontheprecisepositioning.Thebinocularstereoscopicvisionisthemostimportantdistanceperceptiontechnologyinthecomput

6、ervisionrangingmethod.Therefore,thestudyofprecisepositioningtechnologyofEODrobotbasedonbinocularstereoscopicvisionhasimportantpracticalsignificance.Inthispaper,firstly,analyzedtheworkingconditionsandmeasurementrequirementsoftheEODrobot,andtheresearchideasofthestaticanddynamic

7、sceneoftheEODrobotareestablishedrespectively.Accordingtotheprincipleofbinocularstereovisionmeasurementandmeasurementmodel,thethree-dimensionalcoordinateformulaofspatialpointisdeduced,andthecalibrationworkofbinocularcameraiscompleted.Second,theimagegrayscaleandsmoothing,remove

8、theimageofredundantinformationandinterferencenoise,forthefollow-upwo