基于倾角传感器的单目视觉定位系统的设计与实现

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于倾角传感器的单目视觉定位系统的设计与实现硕士研究生：张中元指导教师：钟志副教授学科、专业：信息与通信工程论文主审人：单明广教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文基于倾角传感器的单目视觉定位系统的设计与实现硕士研究生：张中元指导教师：钟志副教授学位级别：工学硕士学科、专业：信息与通信工程所在单位：信息与通信工程学院论文提交日期：2017年12月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngM

2、onocularvisionpositioningsystembasedontiltsensorCandidate:ZhangZhongyuanSupervisor:AssociateProf.ZhongZhiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:InformationandCommunicationEngineeringDateofSubmission:May,2017DateofOralExamination:June,2017University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学

3、学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的

4、部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要随着现代社会科技与经济的飞速发展，工业4.0作为新的发展热点和发展方向被提出，其中智能检测系统和智能装备作为重要的发展方向，成为现代社会和政府所关注的重要研究课题。无论目标检测还是距离测量技术都是智能检

5、测系统和智能装备中的重要组成部分，有着广泛的应用基础。针对某大型龙门吊在装卡过程中，为了满足对装卡相对位置进行定位的需要，在现有的单目视觉定位系统基础上，为了避免机械晃动所引入的相机光心偏角误差，设计并构建了基于倾角传感器的单目视觉定位系统。分析目前单目视觉测量系统中存在的问题，引入倾角传感器，利用倾角传感器实现对摄像机光心偏角补偿，在修正现有单目相机测量模型的基础上，实现单目视觉定位，从理论上分析了该方法的可行性。针对本文所实现的单目视觉定位系统，在对目标进行识别情况下，通过图像预处理，对目标位置进行定位，最后，在两个距离传感器提供数据以及相应的倾角传感器提供光心偏角的情况下，实现目标位

6、置定位。其中为了提高目标的识别率，在人为设定标志物的情况下，采用基于颜色空间转换的标志物识别；利用椭圆拟合，确定椭圆标志物的位置坐标；利用动态获取ROI的方法，提高了实现相对距离测量的实时性，满足系统控制需求。针对本项目的应用场合，本文对基于倾角传感器的单目视觉定位系统进行多组实际应用实验，验证了利用该系统实现单目视觉定位的可行性。通过对定位精度实验及结果分析，本文所提出的定位系统能够准确检测目标，实现目标定位，定位精度达到±5mm以内，计算速度可以达到12幅/s。由实验结果可知，本文所实现的单目视觉定位系统，基本实现项目所需要的可靠性和高精度要求。关键词：目标检测；单目视觉；图像处理；单

7、目测量；倾角传感器IIIABSTRACTWiththerapiddevelopmentofscienceandtechnologyandeconomyinmodernsociety,Industry4isputforwardasanewdevelopmenthotspotanddirection,Asanimportantdevelopmentdirection,intelligentdetectionsystemand