基于模型的单目视觉应用理论研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 朱枫
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| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2009-12-31 |
| 授予单位 | 中国科学院沈阳自动化研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院沈阳自动化研究所 |
| 导师 | 谈大龙 |
| 关键词 | P3P 位姿测量 鲁棒性 误差分析 |
| 其他题名 | Research on Application Theory of Model-based Monocular Vision |
| 学位专业 | 模式识别与智能系统 |
| 中文摘要 | 在实际工程应用中，经常需要自动完成两个物体间位置与姿态的测量，如自主交会对接、机械手的抓取操作、目标跟踪等。在需求的牵引下，出现了多种采用不同原理的测量传感器，如激光、微波、GPS、视觉测量等。其中视觉测量由于具有被动、非接触、灵活等特点，是一种备受关注的测量方法。视觉测量理论的研究已经持续了很长时间，取得了一大批重要的成果，但仍有未完全解决的理论问题，它目前仍然是计算机视觉领域的一个研究热点。与此同时，依托已经取得的理论成果，视觉测量已经作为有效的测量方式在很多领域得到了实际应用。视觉测量的基本工作方式及原理是：以摄像机为传感器，对目标物体成像，通过目标物体的特征在图像中的成像位置完成测量计算。视觉测量在不同的条件与配置下，可以测量出目标物体的方位角、距离、相对位置、相对姿态等。其中，基于模型的单目视觉是测量位置与姿态的一种重要方法，本文结合实际工程应用背景，对基于模型的单目视觉在实际应用中遇到理论问题进行研究，主要内容包括：1) 基于模型的单目视觉的计算可以归结为求解高次方程，研究该方程的求解有很重要的理论意义，但由于其计算的时间复杂度较高，实际应用时有一定困难。本文针对这一问题，在一定的约束条件下，以实际工程应用为背景，研究数值解法，提出了一种基于几何意义的两分迭代算法，算法具有收敛快、精度高的特点。2) 物体特征在图像中的成像坐标是视觉测量计算的依据，由于特征提取算法与量化误差的影响，检测出的特征图像坐标一定含有误差，这一误差成为影响测量精度的重要因素，误差分析是视觉测量研究的重要研究内容。当目标与摄像机的相对位置不同时，同样的坐标误差所引起的测量误差也不一样，本文面向实际工程应用，用多种方法分析了等腰三角型这类目标与像机间俯仰角的变化对测量精度的影响，得到了光轴与合作目标中3个特征点所构成的平面平行时测量精度最高的重要结论，对实际测量系统的设计具有重要指导意义。3) 在具有双相机系统中，立体视觉计算是常用的测量方法之一，本文在一定条件下，比较了两单相机融合算法与基于立体视觉算法的测量精度，结果表明，在位置计算时，两种方法的精度基本相当；姿态计算时，前一种方法精度明显高于后一种方法，这一结论不仅具有理论意义，更对实际应用系统中算法的选择具有重要指导意义。4) 分别以水下机器人、移动机器人与机械手的定位操作为例，进行了本文研究的算法在实际系统中的应用研究，结果表明，本文的方法可以满足许多实际系统对测量的要求。本文的研究成果既是对视觉理论的丰富与补充，又有实际的应用价值。 |
| 索取号 | TP391.41/Z81/2010 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-07-26 |
| 分类号 | TP391.41 |
| 源URL | [http://ir.sia.ac.cn/handle/173321/9089]  |
| 专题 | 沈阳自动化研究所_光电信息技术研究室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 朱枫. 基于模型的单目视觉应用理论研究[D]. 中国科学院沈阳自动化研究所. 中国科学院沈阳自动化研究所. 2009. |
入库方式： OAI收割
来源：沈阳自动化研究所
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