雙CCD仿人眼頸系統(tǒng)運動分析與控制研究.pdf

1、90年代以來,計算機技術、網絡技術、圖像處理、通信技術和多媒體技術得到了飛速發(fā)展,多種技術的揉和使得機電一體化產品得到極大進步.在成功研制出全方位目標自動跟蹤一體化智能球形攝像機的基礎上,作者依托航天技術支撐基金項目(No.HT-2001-zjdx)研究雙CCD仿人眼頸系統(tǒng),主要包括機構設計、運動控制、雙目立體視覺測量的相關理論和技術.為課題的進一步研究——三維立體識別和精確跟蹤提供實驗裝置和理論基礎.第一章,闡述了雙CCD仿人眼頸系統(tǒng)

2、的研究意義和背景,分析了國內外雙目立體視覺系統(tǒng)相關技術的研究和發(fā)展狀況,概括了本文的主要研究內容.第二章,介紹了雙CCD仿人眼頸系統(tǒng)的總體方案與原理框架;設計并研制出雙CCD仿人眼頸機構,建立了數(shù)學模型和求解運動學方程.第三章,研究雙CCD仿人眼頸系統(tǒng)測量原理和數(shù)學模型.建立了雙CCD立體視覺測距光學模型;并利用雙目交匯測量方法得出了雙CCD仿人眼頸系統(tǒng)立體視覺測距方程,并進行了誤差分析.第四章,研究雙CCD仿人眼頸系統(tǒng)的驅動和控制.介

3、紹所研制的四自由度系統(tǒng)運動控制的電路和軟件系統(tǒng).針對步進電機的減速機構所帶來的齒側間隙,提出復位補償算法,給出了實現(xiàn)方法,并進行了實驗,結果表明該方法有效地消除的間隙誤差.第五章,研究攝像機的標定.利用了成像過程中的徑向排列約束(RAC)分解攝像機參數(shù),提出了一種基于徑向排列約束(RAC)的攝像機標定算法,從而使得攝像機標定不需要依賴于非線性的優(yōu)化,并通過實驗得到了良好的標定結果.第六章,構造了基于視覺傳感器的雙CCD立體測量模型,對現(xiàn)