基于opencv的带电作业机器人立体视觉实现

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1、万方数据论文题目：基于OpenOV的带电作业机器人立体视觉实现作者姓名：塑丛通入学时间：专业名称：撞墅堡迨生控剑王霆研究方向：指导教师：龃职称：董鎏丝论文提交日期：论文答辩El期：授予学位日期：垒Q!垒生墨旦星Q!垒生鱼县岔缓一一一一万方数据STEREOVISIONOFHOTLINEROBOTBASEDONOPENCVfIIlllIIIIIIIIlUIlllIIlY2676345ADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegree

2、ofMASTEROFPHILoSOPHYfromShandongUniversityofScienceandTechnologyGnoXiaoliSupervisor：AssociateProfessorHuangXiaCollegeofElectricalEngineeringandAutomationMay2014万方数据声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。AFFIRMATI

3、ON硕士生签名：≈t】．、荔口日期：>口7p．／、～Ideclarethatthisdissertation，submittedinfnlffilmentoftherequirementsfortheawardofMasterofPhilosophyinShandongUniversityofScienceandTechnology,iswhollymyownworkunlessreferencedofacknowledge．Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualif

4、icationatanyotheracademicinstitute．Signature：留渺枷陟Date：如?妒么／o∥r’1．护‘万方数据山东科技大学硕士学位论文摘要智能机器人在当代正在迅速发展，在其研究的分支中，发展最为迅速、活跃的技术为立体视觉技术。本文的研究为在带电作业机器人的操作平台上增加双目立体视觉，利用OpenCV库函数实现立体视觉。将机器视觉与带电作业机器人相结合，不但能够增加工作人员的安全系数，也能大大提高带电作业的工作效率。因此，本文的研究有利于当代的技术发展，促使更迸一步运用到实

5、际。针对目标实现过程中的各阶段处理方法进行了实验、分析和比较，做出了一套在实验室条件下的基于OpenCV的机器人立体视觉实现所适用的方法。在研究机器视觉方向中，越来越仿人类视觉，三维重建是当代最主要的研究方向。当今给三维重建的定义，就是指从图象出发(采集两幅以上)经过计算恢复出对应空间点三维坐标。建立一个立体视觉系统最基本的模块，通常可分为图像获取、摄像机标定、特征提取、立体匹配。这几个重要部分构成一个完整的系统。摄像机参数的标定是立体视觉系统中最重要的步骤，这是因为需要解决空问物体表面与图像平面对应点

6、的成像关系。本文使用Basler摄像头开发了目标图像采集系统，通过对摄像机内外参数模型和镜头畸变模型的分析，最终决定利用张正友棋盘格标定法，直接对摄像机内外部参数进行标定；具体的函数实现选用OpenCV库函数。在实现双目立体视觉中，三维重建的基础和前提是图像预处理。因此本文在第三章主要针对图像的一般特点进行了分析，利用图像灰度化、图像增强、直方图均衡等方法，并结合OpenCV库函数进行了程序实现，得到了原始图像预处理结果，通过实验对比分析，选出合适可靠的方法运用到本研究中。立体视觉实现中，边缘特征是影响

7、到立体匹配精度的最重要的因素。因此本文在第四章主要研究图像的边缘检测，重点分析了Sobel、Roberts、Prewitt、Canny、拉氏算予以及LOG等这几种边缘算子。结合OpenCV库函数进行程序实现，通过比较效果图，得出结论Canny算子最适合对本文采集的图像进行边缘检测，其效果最好，能够准确地提取出目标图像的边缘轮廓线。双目立体视觉需要硬件与软件两部分组成，在本文中利用高压带电作业机器人、piA2400—179c工业相机、图像采集卡、PC机等硬件设备和利用相机库函数、OpenCV视觉库、Mic

8、rosoftVisualStudi02008(VC++)软件设备平台上共同搭建了实验研发平台。万方数据些查型垫奎兰堡主兰垡丝塞塑兰在当今双目立体视觉系统的构建中，另一关键在于特征点的立体匹配，因此本文在第五章首先分析了双目立体视觉成像基本原理。由于本系统构建较为简单，因此构建的系统中，两个摄像机在同一条水平线上。为了得到精确的构建结果，简要分析了极线几何原理，利用其能够在很大程度上减少匹配点的搜索时间和计算量，并结合OpenCV对立体匹配程