港口裝卸自動(dòng)化中的機(jī)器人視覺引導(dǎo)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、該文的立題來(lái)源于上海市教委的上海市高校科技發(fā)展基金項(xiàng)目《計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)在港口集裝箱裝卸自動(dòng)化中的應(yīng)用》,它圍繞用于集裝箱裝卸機(jī)器人進(jìn)行視覺導(dǎo)引的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)展開研究.該文所涉及的視覺導(dǎo)引系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)模塊所組成:圖像分割、邊緣檢測(cè)、優(yōu)勢(shì)點(diǎn)提取、攝像機(jī)標(biāo)定、三維復(fù)原等.系統(tǒng)對(duì)由攝像機(jī)所攝取的圖像進(jìn)行一系列處理,從而獲得目標(biāo)的空間位置信息,提供機(jī)器人進(jìn)行自主導(dǎo)引作業(yè)所需的距離、方向和攝像機(jī)相對(duì)目標(biāo)的三維運(yùn)動(dòng)信息等數(shù)據(jù).圖像分割和

2、邊緣檢測(cè)是視覺技術(shù)的基礎(chǔ),也是決定整個(gè)系統(tǒng)性能優(yōu)劣的關(guān)鍵.該文中,我們重點(diǎn)研究開發(fā)了結(jié)合熵理論的自適應(yīng)平滑的邊緣檢測(cè)技術(shù)及基于模糊總熵準(zhǔn)則的閾值分割技術(shù),同時(shí)進(jìn)行了大量的仿真實(shí)驗(yàn),與現(xiàn)有的其他技術(shù)相比,效果明顯改善;在優(yōu)勢(shì)點(diǎn)提取部分,我們開發(fā)了基于數(shù)據(jù)融合式的Fisher鑒別函數(shù)、基于最大巴氏距離以及基于小波技術(shù)的優(yōu)勢(shì)點(diǎn)提取技術(shù),經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,它們均具有良好的應(yīng)用性能;為了從目標(biāo)視圖精確測(cè)量它的三維信息,必須對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定,因此我們開

3、發(fā)了一種無(wú)需任何精密設(shè)備或器材,僅需一個(gè)很易制作的平面標(biāo)定板的標(biāo)定技術(shù),并在仿真過(guò)程中進(jìn)行了檢驗(yàn);在該文的最后一章中,針對(duì)集裝箱裝卸的特殊應(yīng)用環(huán)境,我們首先開發(fā)了幾種單視圖三維復(fù)原技術(shù),包括:三點(diǎn)算法、非共面四點(diǎn)算法及共面四點(diǎn)算法;另外,為了適用于更為廣泛的應(yīng)用環(huán)境,我們又開發(fā)了用于雙視圖復(fù)原的降維八點(diǎn)算法,該算法不僅具有良好的去噪性能,能給出均方誤差相當(dāng)小的無(wú)偏估計(jì),而且,與Hartley正則化技術(shù)相比,該算法運(yùn)算速度更快,因此在實(shí)際