机器人视觉物体定位方法

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机器人视觉定位原理

机器人视觉定位原理

机器人视觉定位原理机器人视觉定位是指利用机器人系统内置的视觉传感器,通过对工作环境中目标物体的检测、识别、跟踪和测量,实现机器人的自主定位。

视觉定位可以分为相机内定位和相机外定位两种类型。

相机内定位是指机器人内部处理相机图像信息,通过相机坐标系到机器人基坐标系的变换,推算出机器人姿态信息。

相机外定位是指通过引入外部参考点或参考物,从而构建相机到世界坐标系的变换矩阵,求解机器人姿态信息。

相机内定位可以得到机器人相对目标物体坐标系的变换矩阵,推算出机器人完整的位姿信息。

相机内定位有两种方式:二维和三维,其中二维定位是通过二维图像处理实现目标物体在相机坐标系下的位置确定,三维定位则是将二维图像坐标转化成三维空间坐标后确定物体在相机坐标系下的位置。

二维定位原理:机器人先通过相机内置传感器获取目标物体在相机图像上的二维坐标,再通过相机的内参数矩阵和外参数矩阵,将像素坐标系下的物体位置映射到相机坐标系下的物体坐标。

因为相机轴与工作平面垂直,故可以简化处理,直接将物体坐标转换到机器人坐标系下的物体坐标系。

将目标物体的中心位置与相机的安装位置连接起来就可以求得机器人与目标物体的相对姿态。

相机外定位是采用外部参考点或参考物,通过计算相应变换矩阵,来确定相机在三维空间中的位置,从而求解机器人与目标物体之间的空间位置和相对姿态关系。

外参定位方法分类:基于互补关系的方法和基于非互补关系的方法,其中基于互补关系的方法是指,在世界坐标系下,利用两个或两个以上的已知点确定相机坐标系与世界坐标系之间的变换矩阵;基于非互补关系的方法是指,直接从场景中的物体表面获取三维空间信息,推算出相机坐标系与世界坐标系之间的变换矩阵。

互补关系的方法,通常采用基于标定板的方法,通过相机拍摄标定板图像,求解出相机的内参数矩阵和外参数矩阵。

而非互补关系的方法中,主要采用了三角测量、立体视觉和纹理投影等方法。

相机视觉定位的应用场景广泛,涵盖了工业制造、农业生产和医疗中的自主导航、物体检测、物体识别、物体分类、物体跟踪等领域。

AGV移动机器人的五种定位技术介绍

AGV移动机器人的五种定位技术介绍

AGV移动机器人的五种定位技术介绍AGV(Automated Guided Vehicle)移动机器人是一种自动导引车辆,能够在工业和物流领域进行物品运输和搬运任务。

为了准确定位AGV移动机器人的位置,可以采用多种定位技术。

下面将介绍五种常见的AGV定位技术。

1.激光定位技术:激光定位技术是一种通过激光扫描仪实现的定位方法。

它通过扫描周围环境并计算与物体的距离和角度来确定机器人的位置。

这种定位技术具有高精度和高可靠性的特点,适用于需要精确定位的场景,如仓库等。

2.视觉定位技术:视觉定位技术是一种使用摄像头和图像处理算法来确定机器人位置的方法。

它通过识别和匹配环境中的特征点或标志物来进行定位。

视觉定位技术具有较高的灵活性和适应性,可以适应不同环境和场景的变化。

3.超声波定位技术:超声波定位技术是一种使用超声波传感器来测量距离和方向的方法。

机器人通过发送超声波信号,并根据接收到的反射信号计算与物体的距离和方向,进而确定自身位置。

这种定位技术需要在环境中设置超声波信号源,适用于开放空间和室内场景。

4.地磁定位技术:地磁定位技术是一种通过检测地球磁场强度和方向来进行定位的方法。

机器人搭载磁力计和罗盘传感器,通过测量环境中的地磁场来确定自身位置。

地磁定位技术具有较高的稳定性和精度,适用于室内和地下场景。

5.惯性导航定位技术:惯性导航定位技术是一种使用加速度计和陀螺仪等惯性传感器来确定机器人位置的方法。

它通过测量机器人的加速度和角速度来计算和集成运动路径,并推算出位置。

惯性导航定位技术具有较高的实时性和灵活性,适用于复杂环境和短距离运动。

这些AGV定位技术各有优劣,可以根据不同的应用场景和需求选择合适的技术。

在实际应用中,也可以将多种定位技术进行组合和协同,以提高定位的精度和鲁棒性。

随着技术的不断进步,AGV定位技术将会越来越成熟和普及。

机器人视觉物体定位方法

机器人视觉物体定位方法

机器⼈视觉物体定位⽅法机器⼈视觉物体定位⽅法本次设计的题⽬是机器⼈视觉物体定位。

伴随社会发展,机器⼈的利⽤越来越普及,出现了多种多样的智能机器⼈,由此也引发了对机器视觉的研究热潮。

⽂章⾸先介绍了机器视觉的发展历程,并详细说明了各阶段的特点。

接着概述了机器视觉技术的原理,深⼊剖析了主流视觉物体定位⽅法。

然后介绍了机器⼈视觉物体定位⽅法常⽤的⼏种应⽤。

最后介绍了⼏种新颖的视觉物体定位⽅法,并猜想机器⼈视觉物体定位技术未来发展⽅向。

关键词:机器视觉 SLAM技术单⽬视觉双⽬视觉多⽬视觉第⼀章:绪论1.1选题的背景及意义在我国持续爆发的2019新型冠状病毒(即2019-nCoV)事件中,⾃动化⾷品仓储配送系统服务包括机器⼈、⽆⼈驾驶、⽆⼈机等再次成为讨论的焦点。

配送机器⼈如何实现⾃动取货送货?⽆⼈驾驶汽车是怎么躲避⾏⼈?⽆⼈机巡航中怎么确定物体之间的距离?当我们谈到相关的话题时,机器视觉定位是⽆论如何也绕不开的问题。

⾃被誉为“机器⼈之⽗”的恩格尔伯格先⽣1959年发明第⼀台机器⼈以来,科学家⼀直把对机器⼈的研究作为研究的重点⽅向。

传统的机器⼈缺乏环境感知能⼒和⾃动应变能⼒,仅仅只能在严格的预定义的环境中完成⼀些预定义和指令下的动作,应⽤⾮常有限局限。

随着机器⼈逐渐⾛进⼈们的⽣产和⽣活中,⼈们也对机器⼈提出了更⾼的要求,希望实现在⽣产加⼯中对物体的⾃动加⼯、对⾃⾝运动轨迹实时的随动检测,节省对其运动轨迹的预先编程,提⾼⽣产效率。

要达到这些要求,必须同时满⾜图像信息的获取、采集、处理和输出,这就是本⽂的研究重点:机器⼈视觉物体定位⽅法。

机器⼈视觉物体定位系统的设计和研发是为了更好地为⼯业机器⼈服务,它的本质是发挥摄像机定位以及跟踪性功能,很多企业在⾃⾝⽣产环节依赖于机器⼈,⽣产效率明显得到改善。

然⽽很多的机器⼈是半⾃动的⼯作模式,只有在⼈⼯操控的指引下才能完成⼯作任务,这样的机器⼈实⽤性很差,⽆法彻底解放⼈⼯,实现⾃动化操作。

机器人视觉定位引导案例

机器人视觉定位引导案例

机器人视觉定位引导案例
一个常见的机器人视觉定位引导案例是机器人在一个陌生环境中,使用视觉定位技术来导航自己到达目标位置。

这种案例中,机器人可以使用相机和视觉传感器来感知周围环境,并利用图像处理算法来提取关键特征,如地标或标志物。

一种常见的方法是使用SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)算法来建立环境地图,并根据这个地图来确定机器
人当前位置。

机器人首先利用相机拍摄周围环境的图像,并使用特征提取算法来检测和跟踪环境中的特征点。

然后,机器人根据检测到的特征点的位置信息,将其与先前建立的地图进行匹配,从而确定自己的位置。

一旦机器人确定了自己的当前位置,它可以使用路径规划算法来计算到达目标位置的最佳路径。

路径规划算法可以考虑机器人的运动能力和环境的障碍物,以确定最佳路径。

一旦机器人确定了最佳路径,它可以使用视觉定位来引导自己沿着路径前进。

机器人可以使用相机和视觉传感器来检测环境中的特征,并根据这些特征的位置信息来调整自己的行动。

例如,如果机器人检测到自己偏离了路径,它可以使用视觉定位来纠正自己的运动,使其回到正确的路径上。

总的来说,机器人视觉定位引导案例利用相机和视觉传感器来感知环境,并使用图像处理和定位算法来确定机器人的位置和计算最佳路径。

这种案例可以在各种不同的场景中应用,如导航机器人、无人驾驶车辆等。

机器人视觉定位原理

机器人视觉定位原理

机器人视觉定位原理
机器人视觉定位是指机器人利用摄像头、激光雷达等传感器获取周围环境信息,并处理相关算法,将机器人所在位置与目标位置进行比对,最终确定机器人的精确位置和姿态信息的过程。

机器人视觉定位的原理主要包括以下几个方面:
1.传感器获取环境信息:机器人首先需要通过传感器获取周围环境的信息,例如摄像头可以获取到环境中的图像信息,激光雷达可以获取到环境中的物体距离以及形状等信息。

2.图像预处理:机器人需要对获取到的图像信息进行预处理,例如去除噪声、进行滤波、图像增强等,以便后续的图像分析。

3.视觉特征提取:机器人需要从预处理后的图像中提取出有用的视觉特征,例如物体的边缘、角点、色彩等,这些特征可以用来描述目标物体的形状、大小、位置等信息。

4.匹配算法:机器人需要将提取出来的视觉特征与已知目标物体的特征进行匹配,以确定机器人的位置和姿态。

5.反馈控制:机器人根据匹配结果进行反馈控制,调整自身位置,从而实现目标物体的精确定位。

总的来说,机器人视觉定位是一项复杂的技术,需要借助传感器、图像处理、特征提取和匹配算法等多个方面的知识支持,但是它可以广泛应用在工业、军事、医疗等多个领域,具有很大的应用前景。

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机器人视觉导航与定位技术综述

机器人视觉导航与定位技术综述

机器人视觉导航与定位技术综述第一章:引言随着技术的进步和应用的推广,机器人在各个领域发挥着越来越重要的作用。

其中,视觉导航与定位技术是机器人感知和认知环境的关键能力之一。

本文将综述机器人视觉导航与定位技术的基本概念、主要方法和应用领域。

第二章:机器人视觉导航技术2.1 视觉传感器视觉导航技术的核心是对环境的感知和识别。

视觉传感器是机器人获取视觉信息的重要设备,常用的视觉传感器包括摄像头、激光雷达等。

摄像头可以通过图像采集和处理,得到环境的视觉信息。

激光雷达则可以获取环境的距离信息,通过扫描建立环境的三维模型。

2.2 环境地图构建机器人导航过程中,需要对环境进行建模和表示。

环境地图构建是将机器人获取的感知数据整合成一个可以被机器人读取和理解的形式。

环境地图可以基于图像、点云等数据进行构建,常用的地图表示方法有栅格地图、拓扑地图和语义地图等。

2.3 机器人定位方法机器人在导航过程中需要知道自身的位置,机器人定位就是确定机器人在地图中的位置和姿态。

常见的机器人定位方法有激光雷达SLAM、视觉SLAM和里程计等。

激光雷达SLAM利用激光雷达获取环境的三维信息,通过建立地图和机器人的路径来实现定位。

视觉SLAM则通过计算机视觉算法来实现机器人的自主定位。

里程计是利用编码器测量机器人轮子的转动来进行定位。

第三章:机器人视觉导航与定位应用领域3.1 无人驾驶无人驾驶技术是机器人视觉导航与定位应用的一个典型领域。

通过车载摄像头和激光雷达等传感器,结合导航算法,实现车辆的自主导航和定位。

3.2 室内导航机器人室内导航机器人广泛应用于医院、办公楼等室内环境。

机器人可以通过搭载摄像头和激光雷达等传感器,利用视觉导航技术实现自主导航和定位,为用户提供导航和服务。

3.3 工业自动化在工业领域,机器人的视觉导航与定位技术也得到了广泛应用。

机器人可以通过视觉传感器获取工作场所的信息,实现智能导航和定位,提高生产效率和产品质量。

工业机器人的定位与路径规划

工业机器人的定位与路径规划

工业机器人的定位与路径规划工业机器人是一种在生产线上进行自动化操作的设备,广泛应用于制造业的各个领域。

而机器人的定位与路径规划则是机器人能够准确并高效地执行任务的基础。

本文将探讨工业机器人的定位与路径规划的原理与方法。

一、定位技术在工业机器人中,定位技术主要有以下几种:1. 视觉定位:通过摄像头或激光扫描仪等设备获取工作环境的图像信息,利用计算机视觉算法实现机器人的定位。

常见的方法有特征点匹配、SLAM(同步定位与地图构建)等。

2. 激光测距:利用激光束测量目标物体与机器人之间的距离,通过激光传感器获取位置信息。

这种方法具有精度高、适用范围广等优点。

3. GPS定位:通过卫星定位系统获取机器人的全球位置信息。

然而,在工业场景中,GPS信号受到建筑物和设备的遮挡,精度通常较低,故很少应用于工业机器人的定位。

二、路径规划算法路径规划算法是指机器人在已知环境中,找到一条能够到达目标位置的最短路径的方法。

以下是几种常见的路径规划算法:1. A*算法:A*算法是一种启发式搜索算法,通过评估距离综合代价函数来选择下一步的行动,从而找到最短路径。

2. Dijkstra算法:Dijkstra算法是一种广度优先的搜索算法,它通过计算每个节点到起点的代价来选择下一步的行动,直到找到目标。

3. RRT算法:RRT(快速随机树)算法利用树形结构来表示可行路径,并通过随机采样和扩展的方式逐步构建树,最终找到最优路径。

三、定位与路径规划的结合在实际应用中,定位和路径规划通常需要结合起来,以实现机器人的自主导航。

以下是一种典型的定位与路径规划的结合方法:1. 环境建模:通过传感器获取工作环境的三维点云或二维地图信息,并利用算法对其进行处理和分析,建立准确的环境模型。

2. 定位更新:机器人根据实时获取的传感器数据,通过定位算法估计自身的位置,并将其更新到环境模型中。

3. 路径规划:基于准确的环境模型和定位信息,机器人使用路径规划算法选择一条最短路径,并生成路径点序列。

机器人视觉系统的目标识别与位置定位研究

机器人视觉系统的目标识别与位置定位研究

机器人视觉系统的目标识别与位置定位研究简介:机器人视觉系统的目标识别与位置定位是目前机器人研究领域的一个重要课题。

随着机器人在各个领域的应用不断扩大,对于机器人具备准确高效的目标识别与位置定位能力的需求也日益增加。

本文将从目标识别和位置定位两个方面进行研究探讨,并介绍目前的研究现状和未来发展的趋势。

一、目标识别目标识别是机器人视觉系统中的关键技术之一。

它是指机器人通过对输入图像或视频进行分析和处理,识别出图像中感兴趣的目标物体。

目标识别技术具有广泛的应用领域,如工业自动化、无人驾驶汽车、医疗辅助等。

目前,目标识别技术主要包括传统的图像处理方法和基于深度学习的方法两种。

1. 传统的图像处理方法传统的图像处理方法主要利用图像的颜色、纹理、边缘等特征进行目标识别。

通过提取图像中的特征并利用分类算法进行识别,如SVM、Boosting等。

然而,这种方法在复杂背景、遮挡等情况下容易受到影响,对于目标物体的变形、光照变化等也较为敏感。

2. 基于深度学习的方法近年来,基于深度学习的方法在目标识别中取得了巨大的突破。

它利用深度神经网络对图像进行端到端的学习和特征提取,较好地解决了传统方法的问题。

例如,卷积神经网络(CNN)在图像分类和目标检测任务中取得了显著的成果。

借助于大规模标注的数据集和强大的计算能力,深度学习方法在大多数视觉任务中都达到了甚至超过人类的识别性能。

二、位置定位位置定位是机器人导航和路径规划的基础,也是实现机器人自主行动的关键。

它是指机器人通过感知周围环境,并准确定位自身位置的过程。

目前,机器人位置定位主要分为基于传感器的定位和基于地图的定位两种方法。

1. 基于传感器的定位基于传感器的定位主要利用机器人安装的各种传感器,如摄像头、激光雷达、惯性测量单元等,获取环境信息,并通过传感器数据进行自我定位。

例如,通过摄像头获取环境图像,利用视觉里程计或SLAM算法进行机器人的位姿估计。

但该方法容易受到环境光照变化、传感器噪声等因素的影响,导致定位精度下降。

扫地机器人 定位原理

扫地机器人 定位原理

扫地机器人定位原理
扫地机器人的定位原理主要通过以下几种方式实现:
1. 机械感应定位:扫地机器人在设计中通常搭载有多个传感器,如碰撞传感器和边缘传感器等。

机器人在工作过程中,通过感知其周围环境,如家具、墙壁等物体,来确定自身位置,并避免与障碍物发生碰撞。

2. 视觉定位:部分扫地机器人配备了摄像头或激光雷达等传感器,通过捕捉并分析实时的环境图像来进行位置识别。

这些图像数据可以被用于识别家具、门窗以及特定的地标等,从而帮助机器人确定自身的位置和朝向。

3. 轮式编码器定位:扫地机器人通常配备有两个或多个电机驱动其轮子。

通过监测和分析轮子的转动情况,比如编码器的信号,扫地机器人可以计算自身的运动距离和方向,进而推算出其当前位置。

4. SLAM 技术:SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)技术是一种集合定位和地图构建的方法。

扫地机器
人通过激光雷达或摄像头等传感器获取周围环境的三维数据,并将这些数据与已知地图进行对比,从而实现实时定位和绘制出精确的室内地图,同时更新自身位置信息。

这些定位原理往往结合使用,以提高扫地机器人的位置识别和导航能力,为其自主清扫任务提供准确的定位支持。

机器人视觉系统中的物体识别与定位算法研究

机器人视觉系统中的物体识别与定位算法研究

机器人视觉系统中的物体识别与定位算法研究近年来,随着机器人技术的飞速发展,机器人视觉系统在工业、服务和军事等领域的应用越来越广泛。

而物体识别与定位算法作为机器人视觉系统的核心技术之一,对于机器人实现自主导航、抓取和交互具有重要意义。

本文将介绍机器人视觉系统中物体识别与定位算法的研究进展和应用。

一、物体识别算法物体识别算法是机器人视觉系统中的一项基础任务,其主要目标是通过分析图像中的特征信息,将物体与其它背景区分开来。

常见的物体识别算法包括传统的基于颜色、纹理和形状等特征的方法,以及基于深度学习技术的方法。

首先,基于颜色、纹理和形状的物体识别算法利用物体与背景的差异性,通过对输入图像进行特征提取和匹配来实现物体的识别。

这类算法在许多应用中仍然具有广泛的应用,尤其是在较为简单的场景中。

然而,由于颜色、纹理和形状等特征容易受到光照、遮挡和尺度变化的影响,传统方法的鲁棒性较差。

其次,基于深度学习技术的物体识别算法通过构建深度神经网络,通过大量数据进行训练来学习物体的特征表达和分类模型。

这类算法通常采用卷积神经网络(CNN)的结构,在图像识别领域取得了巨大的成功。

相比于传统方法,深度学习-based的物体识别算法具有更好的鲁棒性和泛化性能,但需要更多的计算资源和标注数据。

二、物体定位算法物体定位算法是机器人视觉系统中的另一项重要任务,其主要目标是通过识别和定位目标物体在三维空间中的位置。

常见的物体定位算法包括基于特征匹配、基于深度信息和基于传感器融合的方法。

首先,基于特征匹配的物体定位算法通过对输入图像与预存模板图像进行匹配,找到物体在图像中的位置。

这类方法通常利用局部特征描述子(如SIFT和SURF)进行物体特征提取,并采用基于描述子匹配的方法来计算物体位置。

虽然特征匹配算法在许多应用中仍然具有较好的性能,但在大规模场景和复杂环境中表现较差。

其次,基于深度信息的物体定位算法利用深度传感器(如RGB-D相机)获取物体的三维点云数据,进而估计物体在三维空间中的位置。

基于机器视觉的工业机器人视觉定位及路径规划

基于机器视觉的工业机器人视觉定位及路径规划

基于机器视觉的工业机器人视觉定位及路径规划机器视觉技术在工业领域的应用越来越广泛,尤其是在工业机器人的视觉定位和路径规划中起到了关键作用。

本文将从机器视觉的基本原理出发,探讨基于机器视觉的工业机器人视觉定位及路径规划的关键技术和应用场景。

一、机器视觉的基本原理机器视觉是模仿人类视觉系统的一种技术,通过摄像头、图像处理算法和智能控制系统实现对物体的识别、定位和测量。

其基本原理是通过感光传感器将光线转化为电信号,经过图像处理算法进行特征提取和模式识别,最终实现对物体的定位和测量。

二、视觉定位的关键技术1. 特征提取和匹配:机器视觉系统需要提取出物体的特征点,并通过特征点的匹配来进行定位。

常用的特征点包括边缘、角点、斑点等,通过匹配这些特征点的位置和描述子,可以得到物体在图像中的位置和姿态信息。

2. 相机标定:相机标定是一项重要的前期工作,通过确定相机的内外参数,可以消除图像失真和畸变,提高定位的精度。

3. 姿态估计:根据物体的特征点,可以估计出物体的姿态,包括平移和旋转变换,进而确定物体在三维空间中的位置。

4. 运动估计:利用多帧图像的信息,可以估计物体的运动轨迹,从而实现对物体的跟踪和定位。

三、路径规划的关键技术1. 场景建模:通过对工作环境进行三维重构和场景建模,可以获取到工作空间中各个物体的几何形状和位置信息,为路径规划提供基础数据。

2. 障碍物检测与避障:通过机器视觉技术对工作环境进行实时监测和分析,可以检测到目标物体以外的障碍物,并通过路径规划算法避开这些障碍物,保证机器人的安全运行。

3. 路径优化和规划:根据工作任务的需求和机器人的运动能力,通过路径规划算法生成机器人的运动轨迹,使得机器人能够高效、准确地到达目标位置。

4. 运动控制:通过控制机械臂和底盘的运动,使机器人按照规划的路径进行移动,实现对工作任务的自动化完成。

四、基于机器视觉的工业机器人视觉定位及路径规划的应用场景1. 零件定位与装配:通过机器视觉系统对零件进行定位和识别,可以实现对零件的自动装配和拼装,提高生产效率和产品质量。

机器人视觉定位技术研究

机器人视觉定位技术研究

机器人视觉定位技术研究近年来,机器人技术在各个领域得到了广泛的应用与发展,其中机器人视觉定位技术是机器人实现智能化、自主化行动的关键技术之一。

一、机器人视觉定位技术概述机器人视觉定位技术是指通过机器视觉技术获取外部环境信息,并将机器人自身的位置与方向进行计算、定位,从而实现机器人的准确定位及导航。

在实际应用中,机器人视觉定位技术需要通过多种传感器、算法以及机器学习实现。

机器人视觉定位技术的应用场景非常广泛,包括智能制造、物流、军事等领域。

例如,在智能制造领域中,机器人利用视觉定位技术可以自动进行零件定位和拼装,大大提高了生产效率和生产质量。

二、机器人视觉定位技术的实现方法机器人视觉定位技术的实现需要通过多种传感器和算法实现。

其中,目前常用的传感器主要包括相机、激光雷达以及超声波传感器等。

不同类型的传感器可以提供不同精度和范围的环境信息,从而实现不同场景下机器人的视觉定位。

相比于激光雷达和超声波传感器,相机是机器人视觉定位技术中最常用的传感器之一。

它可以通过拍摄环境图像,获取环境中物体的特征信息,并通过图像处理和机器学习等算法,实现机器人的精确定位。

在实际应用中,机器人视觉定位技术可以通过基于特征点的算法、基于深度学习的算法以及状态估计算法进行实现。

其中,基于特征点的算法是机器人视觉定位技术中最常用的算法之一,它通过识别环境中的特征点进行定位。

而基于深度学习的算法,则通过神经网络对环境进行学习和判断,实现机器人的定位和导航。

三、机器人视觉定位技术的研究进展随着人工智能和机器学习的快速发展,机器人视觉定位技术也得到了迅速的进展。

近年来,国内外学者们在机器人视觉定位技术方面取得了不少成果。

例如,美国卡耐基梅隆大学的学者们提出了一种基于特征点和机器学习的机器人视觉定位技术,可以在复杂环境下实现机器人的准确定位。

而中国科学技术大学的学者们则提出了一种基于深度图像的机器人视觉定位技术,可以通过机器学习对环境进行感知和识别。

机器人感知与定位技术的使用方法

机器人感知与定位技术的使用方法

机器人感知与定位技术的使用方法在现代科技领域中,机器人的应用越来越广泛,并扮演着越来越重要的角色。

而机器人能够完成任务的关键是它的感知与定位技术。

机器人感知与定位技术是指机器人通过传感器和算法来感知和判断自身位置以及周围环境的技术。

本文将介绍机器人感知与定位技术的使用方法及其在不同领域中的应用。

一、机器人感知技术的使用方法1. 传感器选择:机器人的感知技术主要依赖于各类传感器,例如视觉传感器、声音传感器、力传感器等。

在选择传感器时,需要根据任务需求、环境特点和机器人的功能来确定所需传感器的类型和数量。

2. 数据采集与处理:机器人通过传感器感知到的数据需要进行采集和处理以生成可用的信息。

这一步骤涉及到数据的滤波、噪声去除、特征提取等处理方法。

根据具体情况,可以使用各种算法和技术,如滤波器、卷积神经网络等来提高数据的准确性和可用性。

3. 环境建模:机器人在感知环境时,需要将感知到的数据转化为可识别和理解的环境模型。

这一过程涉及到点云处理、图像处理、空间定位等技术。

通过对环境进行建模和分析,机器人能够更好地适应环境并做出相应的决策。

二、机器人定位技术的使用方法1. 室内定位:机器人在室内环境中的定位可以利用多种技术手段,如惯性导航系统、传感器融合、无线通信等。

这些方法可以通过计算机算法和模型来实现对机器人位置的准确估计。

同时,可以结合地标标识、环境特征等进行增强定位。

2. 室外定位:机器人在室外环境中的定位相对复杂一些。

常见的定位方法包括全球定位系统(GPS)、惯导系统、视觉定位等。

室外定位涉及到地理信息、地图数据和机器人自身运动轨迹的融合,以获得准确的定位结果。

3. SLAM技术:SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)是指机器人同时进行定位和地图构建的技术。

通过结合感知数据和运动信息,机器人可以在未知环境中实现自主导航和地图构建。

SLAM技术在自动驾驶、无人机等领域有着广泛的应用。

机器人视觉导航系统中的定位与建图研究

机器人视觉导航系统中的定位与建图研究

机器人视觉导航系统中的定位与建图研究随着人工智能技术的发展,机器人在日常生活和工业生产中的应用越来越广泛。

机器人的视觉导航系统是其中的重要组成部分,它能够通过视觉感知环境,实现精准定位和建图,从而使机器人能够在复杂的环境中自主导航。

本文将对机器人视觉导航系统中的定位与建图进行研究与探讨。

一、定位技术在机器人视觉导航系统中的应用定位是机器人导航系统中的基础问题,它确定机器人在环境中的准确位置和方向,是后续导航和建图任务的前提。

在机器人视觉导航系统中,常用的定位技术包括视觉标记定位、视觉里程计和地图匹配等。

1. 视觉标记定位:视觉标记定位是一种常见的室内机器人定位技术。

通过在环境中布置特定的二维码或符号标记,机器人可以通过识别这些标记来确定自身的位置和方向。

这种方法简单易行,但需要提前布置标记并保证标记的可视性,适用于较小范围的室内环境。

2. 视觉里程计:视觉里程计是使用机器人的摄像头对环境中的特征进行识别和跟踪,利用机器人行进过程中所观测到的移动信息计算机器人的位姿变化。

通过对连续帧之间的特征点匹配和运动估计,可以实现对机器人位置的实时更新。

然而,视觉里程计容易受到环境变化和传感器误差的影响,导致累积误差的问题,需要引入其他定位方法进行辅助。

3. 地图匹配:地图匹配是一种将机器人观测到的环境特征与预先建立的地图进行匹配的方法。

通过将机器人感知到的地标或特征点与地图中存储的信息进行匹配,可以确定机器人的位置和方向。

地图匹配方法能够克服视觉里程计的累积误差问题,但对于大范围、复杂环境的定位需要耗费较大的计算资源和存储空间。

二、建图技术在机器人视觉导航系统中的应用建图是指机器人通过感知环境并提取特征信息,将其转化为地图的过程。

机器人视觉导航系统中的建图技术能够为机器人提供精确的环境模型,用于路径规划和避障等任务。

1. 视觉SLAM:视觉同步定位与建图(Visual SLAM)是一种通过机器人的摄像头实时感知环境并同时进行定位和建图的技术。

机器人视觉系统中的定位与地图构建

机器人视觉系统中的定位与地图构建

机器人视觉系统中的定位与地图构建随着人工智能技术的快速发展,机器人视觉系统的应用已经成为现实。

机器人视觉系统是指通过机器人的摄像头和传感器,让机器人能够感知周围环境,并进行决策、规划和控制行动。

而在机器人视觉系统中,定位和地图构建是其中重要的一环。

一、定位技术在现实生活中,人类常常通过地图和定位系统来确认自己的位置并导航,机器人也需要进行类似操作。

定位技术可以让机器人在现实世界中定位、导航和执行精确动作。

本文将简要介绍目前较为流行的几种机器人定位技术。

1.全球定位系统全球定位系统(GPS)是一种基于卫星的定位技术,可以通过三个或更多卫星的信号进行定位。

GPS定位具有精度高、稳定性好、易于使用和广泛应用等优点。

但是由于GPS信号在复杂的环境中受到干扰较大,因此常常需要结合其他定位技术进行辅助。

2.惯性导航系统惯性导航系统(INS)是通过加速度计和陀螺仪的测量值来计算速度、位置和方向的一种定位技术。

INS具有响应速度快、精度高、可靠性强和不依赖于外界环境的优点。

但是由于INS存在漂移的问题,因此需要结合其他定位技术对其进行修正。

3.视觉定位系统视觉定位系统(VLS)是利用机器人摄像头的图像信息进行定位的一种技术。

VLS具有对环境要求低、响应速度快、精度高和实时性好等优点。

但是由于VLS对环境中的光照和纹理等因素敏感,因此需要在不同环境中进行校准和调整。

二、地图构建技术地图构建技术是指通过机器人的感知设备,对周围环境进行检测和识别,从而构建出机器人周围的地图。

地图构建技术不仅有助于机器人的定位和导航,同时也为机器人进行任务规划和执行提供了基础。

1.视觉地图构建视觉地图构建是指利用机器人摄像头获取环境图像,通过图像处理技术进行建图的技术。

视觉地图构建在实现方面相对容易,可以按照机器人运动路径不断地更新地图。

但是视觉地图构建需要对环境中的物体、纹理、光照等因素进行识别和区分,对要求较高。

2.激光雷达地图构建激光雷达地图构建是一种常用的机器人地图构建技术,通过机器人上搭载的多个激光雷达扫描周围环境,获取环境中物体的三维信息,并通过三角测量等方法构建地图。

机器人抓取物体是是如何准确定位的?

机器人抓取物体是是如何准确定位的?

机器人抓取物体是是如何准确定位的?导语:从机器视觉的角度,由简入繁从相机标定,平面物体检测、有纹理物体、无纹理物体、深度学习、与任务/运动规划结合等6个方面深度解析文章的标题。

从机器视觉的角度,由简入繁从相机标定,平面物体检测、有纹理物体、无纹理物体、深度学习、与任务/运动规划结合等6个方面深度解析机器人抓取物体是是如何准确定位的?首先,我们要了解,机器人领域的视觉(Machine Vision)跟计算机领域(Computer Vision)的视觉有一些不同:机器视觉的目的是给机器人提供操作物体的信息。

所以,机器视觉的研究大概有这几块:1. 物体识别(Object Recognition):在图像中检测到物体类型等,这跟CV 的研究有很大一部分交叉;2. 位姿估计(Pose Estimation):计算出物体在摄像机坐标系下的位置和姿态,对于机器人而言,需要抓取东西,不仅要知道这是什么,也需要知道它具体在哪里;3. 相机标定(Camera Calibration):因为上面做的只是计算了物体在相机坐标系下的坐标,我们还需要确定相机跟机器人的相对位置和姿态,这样才可以将物体位姿转换到机器人位姿。

当然,我这里主要是在物体抓取领域的机器视觉;SLAM 等其他领域的就先不讲了。

由于视觉是机器人感知的一块很重要内容,所以研究也非常多了,我就我了解的一些,按照由简入繁的顺序介绍吧:一. 相机标定这其实属于比较成熟的领域。

由于我们所有物体识别都只是计算物体在相机坐标系下的位姿,但是,机器人操作物体需要知道物体在机器人坐标系下的位姿。

所以,我们先需要对相机的位姿进行标定。

内参标定就不说了,参照张正友的论文,或者各种标定工具箱;外参标定的话,根据相机安装位置,有两种方式:Eye to Hand:相机与机器人极坐标系固连,不随机械臂运动而运动Eye in Hand:相机固连在机械臂上,随机械臂运动而运动两种方式的求解思路都类似,首先是眼在手外(Eye to Hand)只需在机械臂末端固定一个棋盘格,在相机视野内运动几个姿态。

机器人的跟踪与定位算法

机器人的跟踪与定位算法

机器人的跟踪与定位算法机器人技术的日益发展使得机器人在各个领域得到广泛应用。

而在机器人的运动控制中,跟踪与定位算法起着至关重要的作用。

本文将探讨机器人的跟踪与定位算法,并介绍其中的几种常见算法。

一、机器人的跟踪算法机器人的跟踪算法是指机器人通过传感器获取目标物体的信息,并根据这些信息实现对目标的跟踪。

其中,常见的机器人跟踪算法有以下几种:1.1 图像处理算法图像处理算法利用机器人搭载的摄像头或激光雷达等传感器获取环境中目标物体的图像或点云数据,然后通过图像处理技术来实现目标的跟踪。

例如,通过图像识别、目标检测和目标跟踪等算法,可以实时地获取目标的位置和姿态信息,从而实现机器人对目标的跟踪。

1.2 路径规划算法路径规划算法是一种基于机器人自身定位信息和目标位置信息的算法。

通过机器人的定位传感器(如里程计、惯导等)获取自身位置信息,并结合目标位置信息,确定机器人的运动轨迹,从而实现目标的跟踪。

常见的路径规划算法包括最短路径算法、动态规划算法等。

1.3 传感器融合算法传感器融合算法是指将多个传感器的数据进行融合,从而提高机器人跟踪目标的准确性和鲁棒性。

通过融合多个传感器(如视觉传感器、惯性传感器、激光雷达等)获取的数据,可以更准确地获取目标物体的位置、速度等信息,从而实现精确的目标跟踪。

二、机器人的定位算法机器人的定位算法是指机器人确定自身位置的算法。

在机器人的定位过程中,常见的算法包括以下几种:2.1 全局定位算法全局定位算法是指在未知环境中,机器人通过对环境信息的理解和解释,确定自身位置的算法。

常见的全局定位算法包括粒子滤波算法、扩展卡尔曼滤波算法等。

这些算法通过建立机器人与环境之间的地图关系,从而实现机器人的全局定位。

2.2 局部定位算法局部定位算法是指在已知环境中,机器人通过对环境特征的感知,确定自身位置的算法。

常见的局部定位算法包括里程计算法、惯导算法等。

这些算法通过机器人自身的传感器获取环境特征信息,并将其与已知地图进行匹配,从而实现机器人的局部定位。

机器人视觉定位抓取原理

机器人视觉定位抓取原理

机器人视觉定位抓取原理
机器人视觉定位抓取原理是指通过机器人搭载的视觉系统,实时获取环境中目标物体的视觉信息,并利用视觉处理算法对目标物体进行定位和识别,从而实现机器人的抓取动作。

具体的实现步骤如下:
1. 图像采集:机器人通过搭载的相机或其他传感器,对周围环境进行图像采集。

2. 图像预处理:对采集到的图像数据进行预处理,包括图像去噪、增强、边缘检测等处理操作,以提高后续图像处理算法的准确性和鲁棒性。

3. 特征提取与识别:在预处理后的图像中提取目标物体的特征信息,例如形状、颜色、纹理等,并利用机器学习或深度学习算法进行目标物体的识别和分类。

4. 目标定位:根据目标物体的特征信息,通过匹配算法或模型拟合算法,确定目标物体在图像中的位置和姿态。

可以使用机器人的坐标系统或绝对坐标系统进行定位。

5. 轨迹规划:根据目标物体的位置和姿态,结合机器人自身的运动学和动力学模型,进行抓取路径的规划,确保机器人能够准确地抓取目标物体。

6. 抓取动作:根据规划好的抓取路径,控制机器人执行相应的
抓取动作,将抓取器或夹爪移动到目标物体的位置,并进行抓取操作。

7. 检测与调整:在抓取过程中,机器人可以通过视觉反馈来实时检测抓取状态,并进行相应的调整操作,确保成功抓取目标物体。

总结来说,机器人视觉定位抓取原理是通过实时获取环境中的视觉信息,利用图像处理算法进行目标物体的识别和定位,从而实现机器人的抓取动作。

该技术在工业自动化、物流等领域有广泛应用,能够提高生产效率和自动化水平。

机器人视觉定位原理

机器人视觉定位原理

机器人视觉定位原理机器人视觉定位原理是指通过机器人自身搭载的一系列视觉传感器,利用计算机视觉技术来获取环境中的图像信息,并通过处理和分析这些信息来确定机器人在环境中的位置和姿态。

其原理主要包括视觉传感器的工作原理、图像获取与处理、特征提取与匹配、姿态估计与定位等方面。

视觉传感器是机器人视觉定位的基础,常用的例如摄像头、激光雷达等。

摄像头是机器人获取视觉信息的主要设备,其工作原理是将光学信号转化为电信号,通过逐行或逐帧扫描,将环境中的图像信息转化为数字信号。

激光雷达则是通过发射激光束,利用其与目标物体的反射信号来获取目标物体的距离、角度等信息。

图像获取与处理是机器人视觉定位的重要环节。

机器人通过视觉传感器获取到的图像经过预处理,包括去噪、亮度和对比度调整等,以提高图像质量和准确性。

接着,通过图像处理技术,对图像进行分割、特征提取等操作,以便后续的定位与识别。

特征提取与匹配是视觉定位的核心。

机器人通过对图像进行特征提取,寻找出具有鲁棒性和唯一性的特征点或特征描述子,例如角点、边缘、SIFT特征等。

这些特征点或特征描述子能够表征图像中的某些显著信息。

然后,通过与地图中的特征进行匹配,找到图像中的对应点,从而确定机器人所处位置。

匹配算法包括最近邻搜索、RANSAC算法等。

姿态估计与定位是机器人视觉定位的最终目标。

机器人通过匹配得到的特征点的二维位置和地图中对应特征点的三维坐标,通过三角测量等方法得到机器人相对于地图的位置和姿态信息。

常用的姿态估计算法有Bundle Adjustment、PnP 等。

除了上述原理,机器人视觉定位还可以结合其他传感器,如激光雷达、里程计等,以提高定位的精度和鲁棒性。

激光雷达可以提供丰富的地图信息和准确的距离数据,有助于提高机器人的定位精度。

里程计则通过测量机器人轮子的转动角度和里程数来估计机器人的运动信息,从而辅助视觉定位。

同时,机器人视觉定位还可以利用滤波算法(如扩展卡尔曼滤波器)进行数据融合,提高定位的鲁棒性和精度。

机器人视觉定位穴位原理

机器人视觉定位穴位原理

机器人视觉定位穴位原理上期简单介绍了机器人如何进行视频回传和回传视频的一些简单参数,这期我们通过一个简单的案例来讲解下,机器人通过视觉能够实现的功能。

机器人定位抓取。

具体的原理是:根据目标物中心点的位置,让机器人通过左右移动进行矫正,将中心点定位在视频画面正中。

通过目标物占比率控制机器人的抓取。

识别到目标物体时,进行左右移动,程序设置时,尽量将单次执行动作控制在一次移动,避免让机器人一次执行两次左移或者右移,可以提高机器人完成任务的准确率。

机器人定位抓取效果一、定位目标物体1、确定目标物体的位置把鼠标放在机器人摄像头回传的画面上,会出现代表坐标的POS数值,通过鼠标来确定机器人识别画面的坐标,把鼠标放在左上角我们可以看到POS值为“0:0”,表示这个位置是坐标的起始位置,把鼠标放在右下角我们可以看到POS值为“318:236”,这样我们就可以计算出画面中心点的位置是“159:118”。

根据目标物的坐标位置,我们可以检测出目标物上下左右位置,如果目标物偏移了中心点,可以通过机器人左移、右移进行矫正,让机器人能准确的向目标物前进。

2、目标物体的占比率机器人的识别画面里,当离目标物远的时候,目标物在整个画面里的面积就会比较小,即占比率很小,当离目标物比较近的时候,目标物在整个画面里的面积就会比较大,即占比率变大,通过占比率的不同,我们可以计算出机器人离目标物的距离,当机器人走到可以抓取目标的位置就让机器人停止,进行抓取目标物。

(机器人在不同位置下看到的目标物占比率也不同)二、程序编写在程序中我们以红色标记目标物,设置前提条件,是否识别到目标物颜色,如果识别到就进行检测目标物的占比率,(该RGB值在不同光源状态下所测的值也不同)程序如下:这期讲解了机器人如何通过视频回传的颜色识别来抓取目标物体。

运用到了面积占比模块来提高抓取的成功率,另外也需要对机器人的抓取动作进行简单的调试,这样也可以提高成功率。

下期我们将继续更新颜色识别的其他案例。

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机器人视觉物体定位方法本次设计的题目是机器人视觉物体定位。

伴随社会发展,机器人的利用越来越普及,出现了多种多样的智能机器人,由此也引发了对机器视觉的研究热潮。

文章首先介绍了机器视觉的发展历程,并详细说明了各阶段的特点。

接着概述了机器视觉技术的原理,深入剖析了主流视觉物体定位方法。

然后介绍了机器人视觉物体定位方法常用的几种应用。

最后介绍了几种新颖的视觉物体定位方法,并猜想机器人视觉物体定位技术未来发展方向。

关键词:机器视觉 SLAM技术单目视觉双目视觉多目视觉第一章:绪论1.1选题的背景及意义在我国持续爆发的2019新型冠状病毒(即2019-nCoV)事件中,自动化食品仓储配送系统服务包括机器人、无人驾驶、无人机等再次成为讨论的焦点。

配送机器人如何实现自动取货送货?无人驾驶汽车是怎么躲避行人?无人机巡航中怎么确定物体之间的距离?当我们谈到相关的话题时,机器视觉定位是无论如何也绕不开的问题。

自被誉为“机器人之父”的恩格尔伯格先生1959年发明第一台机器人以来,科学家一直把对机器人的研究作为研究的重点方向。

传统的机器人缺乏环境感知能力和自动应变能力,仅仅只能在严格的预定义的环境中完成一些预定义和指令下的动作,应用非常有限局限。

随着机器人逐渐走进人们的生产和生活中,人们也对机器人提出了更高的要求,希望实现在生产加工中对物体的自动加工、对自身运动轨迹实时的随动检测,节省对其运动轨迹的预先编程,提高生产效率。

要达到这些要求,必须同时满足图像信息的获取、采集、处理和输出,这就是本文的研究重点:机器人视觉物体定位方法。

机器人视觉物体定位系统的设计和研发是为了更好地为工业机器人服务,它的本质是发挥摄像机定位以及跟踪性功能,很多企业在自身生产环节依赖于机器人,生产效率明显得到改善。

然而很多的机器人是半自动的工作模式,只有在人工操控的指引下才能完成工作任务,这样的机器人实用性很差,无法彻底解放人工,实现自动化操作。

为了提高机器人接收外界信息、感知外界信息的能力,进一步提高机器人的工作效率,保障工业生产的精度和质量,在以往的机器人系统中新增全新的计算机图像视觉获取系统,通过视觉图像获取系统中所捕捉的图像和外界信息,对捕捉的图像信息进行处理和分析识别,继而让机器人能够识别外界信息,然后再全面分析图像的基础上完成后续的重建和精准化计算,通过一系列的重建以及精准化的计算全面应用机器人控制柜通讯等等设备,掌控全面的工作,实现机器人对外界信息的跟踪和定位。

1.2国内外研究现状国外研究现状国外最先开始视觉物体定位技术的研究,应用领域也相对广泛,并且占据绝对的技术优势,其主要涉及机器人移动导航、三维立体测量、虚拟现实VR技术等。

20世纪60年代,美国mit的robert研究人员提出三维景物分析,标志着立体视觉和影像技术的结合点而诞生。

立体视觉在此后20年的时间迅速地发展成为一门新的影像技术学科。

到70年代时,以marr为主要代表的一批视觉物体定位方法研究学者已经整理和发展出了一整套关于视觉计算的理论基础。

到80 年代后,大量利用空间几何研究双目立体视觉的学者提出了一系列理论与实际成果。

卡内基梅隆大学的Tomasi 和Kanade 等人对立体视觉的研究建立在摄像机为正交投影模型的假设下,分解出了三维结构和相机运行,成功研究出了基于图像的三维重建技术。

但是,这项技术存在明显的缺点,由于假设相机为正交投影模型,而这个假设仅仅在物体深度远远大于物体尺寸时才是合理假设。

美国cmu大学已经研制开发出一个立体的月球视觉行星探测系统,它可广泛应用于对月球的探测地面的试验,其主要视觉系统利用的是激光刺激、光测距来实现了视觉导航。

MIT计算机系统提出一种新的融合方式,过雷达系统提供了目标周围的物体大致的范围和其形状,再通过利用先进的双目立体视觉技术得到粗略的目标物体定位信息数据,结合改进后的图像分割算法进行运算,最后实现能够在高速环境下对视频图像中的物体位置进行分割,该研究成果可用于智能交通工具的传感器。

日本大阪大学自自动适应电视机械系统研究技术开发研究院曾经成功开发研制出一种系统可以有效利用电视机械系统双目立体显示视觉的新型自自动适应电视机械系统双目视觉伺服系统,该视觉伺服系统的巧妙之处主要在于该系统可将每幅图像中相对静止的三个视觉标志进行操作为参考,通过大量数据实时处理分析进行计算并得出一个目标运动图像的速度雅可比运动矩阵对于进入目标中的物体及其下一步的持续运动速度方向和运行速度变化进行了实时预测,完成了对于运动速度和方式未知的目标周围物体的自适应运动跟踪。

美国华盛顿大学与微软公司的合作研制出一种宽基底光线立体化的视觉视频成像摄影系统,这种立体视觉成像系统已经能够随时使得远在火星的太空卫星"探测者"号太空飞船随时能够对它即将跨越的几千米范围的地形进行精确的导航。

日本奈良科技大学信息科学学院的vallerand和vallkanbara等学者提出一种通过使用增强现实的系统(ar)的注册方法,主要内容如下提供应商动态通过实时修正每个特征点的地理位置特征来大幅提高每个特征图节点的视觉注册力和精度,该特征图的整体设计制作方法也是基于一种双目立体图形视觉的。

东京大学 Okada 和 Inaba 等通过算法优化实现了实时集成双目立体视觉和机器人整体姿态信息,并且开发出一套仿真机器人动态导航系统;日本冈山大学研制了一个使用立体光学显微镜用来控制立体显微操作器的立体视觉反馈系统,使用立体光学显微镜、两个ccd摄像头、微生物操作器等对人体细胞和植物种子状态进行监控操作,完成对植物细胞核和种子的早期基因测序注射和微生物装配等。

希腊首都雅典国家部委华南理工大学已经成功研制出一种系统基于单一点目标的激光视觉和两个不同激光点的图像坐标发射器焦点在一个激光图像坐标平面上的图像坐标与激光导弹发射器至一个双目标坐标系的距离的映射也有关系。

jun等的研究制造者也作出了搭载一个双目标的设立体视觉系统的移动机器人,以视觉系统感知环境的变化,并自主做出调整以适应新的环境。

华盛顿大学与微软公司共同研制了一套单目相机构成的视觉系统,该系统运用一个相机进行两次拍摄,拍摄位置不同,利用这两幅图像进行构成图像对,运用双目立体视觉的原理得到三维信息,从而实时的引导机器人前进。

Jongin Son 等人设计了一套基于多视觉传感器的快速定位系统,可用于室外环境的物体定位,能够克服光线与视点变化的不良影响。

Timothy JSchaewe 等人有创造性地将视觉系统引入了医学领域,他们在切除脑肿瘤手术中运用双目立体视觉技术,通过双目视觉对肿瘤表面进行三维重建,使得医生能更清楚地了解情况,使得手术成功可能性增加。

Evaggelos Spyrou 等人则是将立体视觉运用到胃肠道的检查中,通过进入胃肠道中的微型相机拍摄连续帧图像,对连续帧图像中兴趣点的检测,得到胃肠道的情况。

Peli E 等人将立体视觉用于针对视力丧失的情况,设计了一款增强视觉头戴系统,能够为视力丧失的人提供视野,帮助进行视觉搜索、避障、夜间行动。

进入2000年,计算机处理性能的大幅提升,以各种摄像头为传感器的 SLAM 逐渐成为研究新热点。

国内研究现状国内主要研究机器视觉在电子制造中的应用,大多选择开发具有自主知识产权的机器视觉定位、测量和检测算法。

其中,3D应用方面研究开发了基于普通数码图像的三维模型重建技术,该系统具有成本低廉、使用非常简单,方便,对环境的要求低,灵活性高的特点,移动机器人项目重点研究单机器人系统的大地图环境下的同步定位与制图算法(SLAM),降低计算复杂度,提高算法效率;解决机器人导航、路径规划等问题,并将成果应用于开发基于多机器人的智能仓储管理系统。

浙江大学的大型机械系统成像实验室仅仅利用了高自由度大型透视系统成像的光学原理等就可以轻松实现对多个高自由度大型机械系统装置的透视成像进行动态、精确位姿检测,该系统采用双目立体视觉的方法,所以仅仅只需从对应两幅图像中抽取必要的数据特征节点作为每个节点的三维处理坐标,由于其包含信息量少且节点数据处理执行速度快,该节点数据处理坐标系统尤其适用于节点动态这种情况下的物体可以进行定位。

东南大学的电子工程物理学系提出一种基于对双目视觉的物体进行定位的新方法,可非接触对三维不规则的物体(偏转线圈)的三维空间内的坐标进行精密的测量。

哈工大目前正在研制设计开发生产出一种基于高度异构化的双目导航视觉自动导航系统控制处理系统的全方位自主自动足球比赛机器人双目导航,利用此双目视觉导航系统提供了完全独立自主的动态足球在线导航以及机器人的三维动态足球在线导航。

这一点也是研究火星863计划过程中的一个重要课题也就是如何利用"双向多视点式的投影仪和光栅三维测量"的工作原理,实现了对于一个人体三维尺寸的非自然接触角度测量,其中的工作过程原理主要的就是用电子计算机进行处理对双摄像头首先获取的是图像,进而可以得到所需的特征图像尺寸和一个人体图像上任意一个点的三维坐标。

此外,中科院自动化所、武汉大学、上海交通大学、西安交通大学和南京大学等的科研机构在该领域也进行了深入研究,在机器人立体视觉、目标物体三维检测、三维场景的重构和二维场景的深度恢复等多个方面的研究取得了重要的成果。

1.3 论文的主要研究内容及结构本文的主要研究目的是总结目前主流机器人视觉物体定位方法,发现存在的问题,进而提出解决方法和改进逻辑。

文章主要内容如下:1、首先拟介绍机器人视觉物体定位方法的产生背景,以及其对我国不同行业发展带来的重大意义。

2、拟分析机器人视觉物体定位的具体方法,分析图像信息的获取、采集、处理和输出的不同技术手段和局限性。

3、拟分析国内外机器人视觉物体定位发展现状,结合对国内外机器人视觉物体定位技术情况的了解,进行论述。

4、拟分析机器人视觉物体定位过程中的制约因素,以及这些制约因素产生的原因、危害。

5、拟就现阶段机器人视觉物体定位方法的制约因素猜想发展方向。

6、拟结合自己前文的观点综合对论述进行了总结,同时重点申论了机器人研究的目标和对于机器人视觉物体精确定位的研究进展望。

研究方法:结合本文特点,本文主要的研究方法如下:1、文献检索法本文的研究首先需要阅读大量文献资料,才能总结出现阶段论题的发展状况,找出前人研究的不足和避免研究内容的重复,最后也借助文献检索方法,通过各种资料的介绍对论题进行分析总结。

2、分析比较法本文将对国内外在机器人视觉物体定位方法中的研究现在进行分析,从运行方式、核心技术、数据处理方法等各方面做出比较,总结其差异性和各自的优点,进而对不足点提出改进思路。

3、经验总结法通过比对多篇论文,归纳与分析不同机器人视觉定位方法的具体情况,使之系统化、理论化,提出不同的定位方法在实际运用中的问题,揭示目前机器人视觉物体定位方法的种类,描述其具体现象,介绍经验。

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