基于双目立体视觉的工件识别定位与抓取系统分析

《基于双目立体视觉的工件识别定位与抓取系统分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、基于双目立体视觉的工件识别定位与抓取系统研究摘要：双目立体视觉是计算机视觉领域研究的热点内容，其原理类似于人的双眼，它可以获取场景中物体的深度信息，恢复出场景中物体的三维信息，被广泛应用于机器人识别定位、医学图像分析、农业、建筑业等众多领域，因此，进行双目立体视觉的研究有着重要的理论及实际意义。本文以双目立体视觉基本原理为依托，结合摄像机标定与立体匹配技术，开发了应用于工件识别定位与抓取的双目立体视觉系统，并设计了以TI公司生产的TMS320F2812为主控芯片的三轴抓取平台进行识别定位与抓取实验，实验结果表明，此系统具有一定的应用价值。主要工作如下：（1）双目摄像机标定中

2、，建立摄像机成像模型，并考虑成像过程中相机畸变的影响，采用张正友两步法，得到双目相机的内参数、外参数和图像像素坐标系与世界坐标系转换的旋转矩阵与平移向量。（2）特征提取与工件识别算法研究中，采用SURF算法进行工件特征提取，利用SURF算法的加速鲁棒性特征降低工件图像特征提取所需时间，满足系统实时性，同时通过实验验证SURF算法在工件图像具有噪声干扰时，依然保持稳定性；采用基于特征点提取的模板匹配算法对待抓取工件进行自动识别，并通过实验验证工件大小发生缩放、位置发生旋转、被遮挡情形下工件识别的正确性与稳定性。（3）工件的立体匹配与三维重建中，由于工件立体匹配时存在诸多误匹配

3、点，影响立体匹配效果，而且匹配过程中图像搜索是在2D环境下进行搜索，算法执行效率低，所耗费时间长。基于此，本文对立体匹配算法进行了改进，采用基于相对欧氏距离与极线约束的立体匹配算法实现误匹配点的剔除，该算法在保证立体匹配正确性的同时大幅度缩小匹配所耗时间，并通过实验进行了验证分析；工件位置三维重建中，利用棋盘格标准距离对三维重建算法的精度进行了分析，并进行了工件位置的三维重建。（4）设计了以TMS320F2812为主控制器，以步进电机、编码器、滚珠丝杆、吸盘式电磁铁为载体，设计了工件抓取三轴运动平台，并将工件三维重建的位置信息传给抓取系统进行抓取实验，并对抓取误差进行分析，

4、验证了该系统在工业生产实际中具有一定的应用价值。I万方数据本课题针对基于双目立体视觉的工件识别定位与抓取系统进行了研究，通过实验验证，证明其具有实时性高、运行可靠等优点，使双目立体视觉技术应用于工业实际变成可能。关键词：SURF算子；双目视觉；双目标定；特征提取；立体匹配；三维重建分类号：TP242.3UDC：621.3II万方数据TheResearchonRecognitionandLocationofWork-pieceandGrabbingSystemBasedonBinocularStereoVisionAbstract:BinocularStereoVisioni

5、sahotissueinthefieldofComputerScience,BinocularStereoVisioncansimulatebinocularvisionofhumanverywell,obtainingthedepthinformationoftheobjectinthefieldofviewaccordingtoTriangulargeometry,rebuildingthe3Dinformationofobjects,itiswidelyusedinrobotrecognitionandlocation,medicalimageanalysis,agr

6、iculture,constructionindustryandsoon,thus,researchingonBinocularStereoVisionhasgreatsignificancebothintheoryandpractice.ThisthesisisbasedonthebasictheoryofBinocularStereoVision,usingcameracalibrationandimageprocessingtechniques,developingtherecognitionandlocationofwork-pieceandgrabbingsyst

7、em,whichisbasedonBinocularStereoVision,anddesigningthethree-axisgrabbingplatformwhichhasTIproducedTMS320F2812asthemaincontrolchiptodoexperimentsonrecognition,locationandgrabbing,theexperimentresultsturnout,thissystemhascertainvalueinapplication.Mainresearching