基于特征圓的單目視覺位姿測量算法的研究.pdf

1、視覺測量是一門涉及計算機測量理論、數(shù)字信號處理、圖像處理與模式識別、以及計算機技術(shù)等眾多學(xué)科的技術(shù)。隨著計算機在各個領(lǐng)域上的應(yīng)用，視覺測量技術(shù)也在相關(guān)領(lǐng)域得到長足發(fā)展。而基于單目視覺的位姿測量技術(shù)因其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、成本低、測算速度快等優(yōu)點，被廣泛地運用在多個實際場景中。
　　本論文研究的視覺測量算法是以視覺位姿測量為研究背景，解決工程應(yīng)用中，實際測量環(huán)境的目標(biāo)特征的選擇，目標(biāo)特征解的對應(yīng)性問題以及分析機械手野外作業(yè)時遇到

2、不同范圍的信噪比的位姿測量問題。介紹了視覺測量模型的相關(guān)理論，以及對目前普遍采用的攝像機內(nèi)外參數(shù)標(biāo)定方法進(jìn)行了討論，選擇張正友標(biāo)定法對攝像機進(jìn)行標(biāo)定。其次，討論了基于單目視覺的特征圓目標(biāo)位姿測量算法，該算法能通過二維圖像計算空間圓的三維位姿。但計算結(jié)果存在二義性，為了消除二義性，本文設(shè)計了基于連續(xù)圖像的位姿測量算法，在實時監(jiān)控視頻中，一般采用PAL制，每秒25幀，相鄰幀的時間間隔為40ms，在此時間間隔內(nèi)，低速運動的物體位姿變化較小。因

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