基于結構光的移動機械臂單目視覺定位研究.pdf

1、隨著科學技術的發(fā)展和社會的進步,移動機械臂的運用越來越普及。如何有效、可靠的感知環(huán)境是移動機械臂的研究熱點。傳統(tǒng)的機械臂單目視覺定位方法仍然要通過計算兩幅圖像來獲取視差,計算復雜、實時性低。為了滿足機械臂定位的快速性和高精度需求,本文從理論和實驗兩方面,研究了基于結構光的移動機械臂單目視覺測量方法。主要工作如下:
　　 第一,分析了移動機械臂空間位置和位姿的矩陣描述方法,運用D-H法建立機械臂的連桿坐標系,在此基礎上運用矩陣變換

2、建立機械臂運動學模型,并結合正運動過程歸納了MT-ARM的逆運動求解方法。建立了基于機構光的單目視覺測量系統(tǒng)的數(shù)學模型,給出了由二維圖像坐標到三維空間坐標的相應推導公式以及相關參數(shù)的標定方法。
　　 第二,設計了基于結構光的單目視覺測量技術,實現(xiàn)機械臂視覺定位的方法。采用線激光器向物體表面投射線結構光,通過單目攝像機采集結構光圖像。經過圖像處理提取畸變光條中心點像素坐標,并結合系統(tǒng)數(shù)學模型進行三維坐標轉換求取物體空間位置信息。設

3、計了提取光條中心的圖像處理方案,針對“假光條”現(xiàn)象,提出了一種利用3*3模板消除細化后的光條圖像雜點的方法,解決了由于反光產生的“假光條”問題。在VC++6.0平臺上編寫結構光圖像采集程序和圖像處理程序提取光條中心點像素坐標。
　　 第三,分別對表面有凹凸反光和表面光滑的兩種對象進行實驗。對其中的反光物體采用較大閾值進行分割并應用3*3模板法消除由于反光導致的假光條,而無反光和表面光滑的物體采用較小的閾值進行分割。最后提取光條中