基于特征圓的單目視覺(jué)位姿測(cè)量算法的研究.pdf

1、視覺(jué)測(cè)量是一門(mén)涉及計(jì)算機(jī)測(cè)量理論、數(shù)字信號(hào)處理、圖像處理與模式識(shí)別、以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等眾多學(xué)科的技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域上的應(yīng)用，視覺(jué)測(cè)量技術(shù)也在相關(guān)領(lǐng)域得到長(zhǎng)足發(fā)展。而基于單目視覺(jué)的位姿測(cè)量技術(shù)因其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、成本低、測(cè)算速度快等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地運(yùn)用在多個(gè)實(shí)際場(chǎng)景中。
　　本論文研究的視覺(jué)測(cè)量算法是以視覺(jué)位姿測(cè)量為研究背景，解決工程應(yīng)用中，實(shí)際測(cè)量環(huán)境的目標(biāo)特征的選擇，目標(biāo)特征解的對(duì)應(yīng)性問(wèn)題以及分析機(jī)械手野外作業(yè)時(shí)遇到

2、不同范圍的信噪比的位姿測(cè)量問(wèn)題。介紹了視覺(jué)測(cè)量模型的相關(guān)理論，以及對(duì)目前普遍采用的攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)標(biāo)定方法進(jìn)行了討論，選擇張正友標(biāo)定法對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定。其次，討論了基于單目視覺(jué)的特征圓目標(biāo)位姿測(cè)量算法，該算法能通過(guò)二維圖像計(jì)算空間圓的三維位姿。但計(jì)算結(jié)果存在二義性，為了消除二義性，本文設(shè)計(jì)了基于連續(xù)圖像的位姿測(cè)量算法，在實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻中，一般采用PAL制，每秒25幀，相鄰幀的時(shí)間間隔為40ms，在此時(shí)間間隔內(nèi)，低速運(yùn)動(dòng)的物體位姿變化較小。因

3、此通過(guò)連續(xù)圖像的位姿具有一定相關(guān)性原則去除位姿虛假解。選擇合適的實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)布局，在采集的圖像上對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，包括小波去噪，k均值聚類(lèi)算法以及橢圓識(shí)別等。在該實(shí)驗(yàn)設(shè)備上證明了本算法的有效性，得出當(dāng)計(jì)算精度小于0.1％時(shí)，該方法能夠消除解的二義性問(wèn)題。對(duì)影響特征圓測(cè)量因素進(jìn)行了研究，將噪聲分成大信噪比和小信噪比兩類(lèi)，對(duì)不同范圍的信噪比采用不同方式去噪，當(dāng)信噪比較大時(shí)，采用小波對(duì)圖像進(jìn)行去噪;當(dāng)信噪比較小時(shí)，采用基于暗通道先驗(yàn)的局部去