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自主吸尘机器人立体视觉基础研究

作　者: 庞作伟
导　师: 朱世强
学　校: 浙江大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 自主吸尘机器人立体视觉 DSP CMOS图像传感器圆点阵列平面模板
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 259次
引　用: 6次
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内容摘要

为提高自主吸尘机器人的智能程度,在研究了国内外自主吸尘机器人和嵌入式立体视觉系统的基础上,本文设计了基于DSP的自主吸尘机器人立体视觉硬件平台,为吸尘机器人应用立体视觉系统提供了硬件基础。根据自主吸尘机器人的立体视觉系统,研究了基于平面模板的摄像机标定理论,设计了一种基于圆点阵列平面模板的CMOS摄像机标定方法,解决了自然光照下CMOS摄像机的标定问题。本文主要由五章组成。第一章首先介绍了自主吸尘机器人和嵌入式立体视觉系统国内外研究现状,然后提出了本文的研究内容。第二章分析对比了吸尘机器人立体视觉系统中的几种图像采集方案和图像处理方案,确定了立体视觉系统设计方案。第三章设计了立体视觉系统的硬件结构,在此基础上详细阐述了立体视觉系统的硬件设计,主要包括图像采集部分,图像存储部分,DSP模块部分和逻辑控制部分。第四章提出了吸尘机器人立体视觉系统的工作流程,对立体视觉系统进行了调试分析。第五章针对CMOS图像传感器采集环境信息的特性,设计了一种基于圆点阵列平面模板的摄像机标定方法,实现了自然光照下CMOS摄像机的标定,并分析了试验结果。

全文目录

全文摘要  3-4
ABSTRACT  4-5
目录  5-7
第一章绪论  7-14
  §1．1 国内外研究现状  7-12
    §1．1．1 吸尘机器人的特点  7-8
    §1．1．2 自主吸尘机器人的研究现状  8-10
    §1．1．3 嵌入式立体视觉系统的研究现状  10-11
    §1．1．4 实验室进展  11-12
  §1．2 研究意义及主要研究内容  12-13
  §1．3 本章小结  13-14
第二章系统方案设计  14-22
  §2．1 立体视觉原理  14-15
  §2．2 方案比较和确定  15-20
    §2．2．1 图像采集方案的比较  15-18
    §2．2．2 图像处理方案的确定  18-20
  §2．3 系统方案设计  20-21
  §2．4 本章小结  21-22
第三章立体视觉系统硬件平台设计  22-43
  §3．1 总体结构设计  22-23
  §3．2 子模块设计  23-38
    §3．2．1 图像采集模块设计  23-27
    §3．2．2 存储模块设计  27-32
    §3．2．3 DSP模块应用设计  32-35
    §3．2．4 逻辑控制模块设计  35-37
    §3．2．5 电源及其监控设计  37-38
  §3．3 高频抗干扰设计  38-42
  §3．4 本章小结  42-43
第四章系统调试结果  43-52
  §4．1 系统工作流程  43-44
  §4．2 图像的显示  44-46
  §4．3 视觉系统调试及结果分析  46-50
    §4．3．1 视觉系统调试结果  46-49
    §4．3．2 结果分析  49-50
  §4．4 本章小结  50-52
第五章摄像机标定  52-64
  §5．1 摄像机标定概述  52-53
  §5．2 标定原理  53-55
    §5．2．1 摄像机模型  53
    §5．2．2 参数的求解  53-55
  §5．3 目标点坐标确定  55-59
  §5．4 试验讨论  59-63
    §5．4．1 标定过程  59-60
    §5．4．2 试验结果  60-62
    §5．4．3 总结分析  62-63
  §5．5 本章小结  63-64
第六章总结展望  64-67
  §6．1 研究总结  64-66
  §6．3 相关工作展望  66-67
参考文献  67-73
攻读硕士期间发表的论文  73-74
致谢  74

自主吸尘机器人立体视觉基础研究

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