目  錄

第1章 緒論…………………………………………………001

1.1 機器人導引技術概述…001

1.2 常見機器人導引技術…004

1.2.1 電磁導引技術.…………………………04

1.2.2 激光導引技術.………………………05

1.2.3 視覺導引技術.………………………007

1.3 機器人視覺導引研究現狀…009

1.3.1 三維視覺測量理論……………………………009

1.3.2 機器人運動學理論……………………………012

1.3.3 視覺伺服控制技術…013

1.3.4 系統參數標定技術……………………………015

1.3.5 實際應用….017

1.3.6 主要挑戰…………………………………………019

參考文獻……………………………………………………021

第2章 機器人視覺導引理論基礎…………………………………027

2.1 機器人視覺系統理論模型……………………………027

2.1.1 機器人視覺系統基本架構………………………027

2.1.2 相機成像模型…………………………………028

2.1.3 視覺測量模型………………………………032

2.2 視覺測量與位姿估計理論…034

2.2.1 三角測量理論………………………………034

2.2.2 位姿估計理論…………………………………038

2.3 機器人運動學基本理論……………………………………044

2.3.1 機器人運動學模型…044

2.3.2 機器人運動學分析………………………………048

2.3.3 Simulink與ADAMS聯合仿真…………052

參考文獻…………………………………………………055

第3章 機器人視覺系統參數標定技術……………………………057

3.1 單相機內部參數標定……………………………………057

3.1.1 相機標定方法概述………………………………057

3.1.2 基于平面靶標的內參標定……………………059

3.1.3 方法驗證…062

3.2 雙/多相機外部參數標定………………………………064

3.2.1 基于坐標變換的外參標定…064

3.2.2 方法驗證…065

3.3 變視軸視覺系統參數標定…067

3.3.1 變視軸視覺成像模型…067

3.3.2 多誤差參數聯合標定…………………………070

3.3.3 方法驗證……072

3.4 機器人手眼關系參數標定………………………………074

3.4.1 兩步標定法…074

3.4.2 輔助標定法……………………………………077

3.4.3 方法驗證……………………………………079

參考文獻…………………………………………………081

第4 章 基于單目視覺的機器人導引技術…………………………083

4.1 常用合作目標………………………………………………083

4.2 目標特征識別與提取…………………………………084

4.2.1 角點識別與檢測………………………………084

4.2.2 橢圓識別與檢測………………………………087

4.3 多視角圖像序列匹配…092

4.3.1 SIFT匹配…093

4.3.2 Root-SIFT匹配………………………098

4.3.3 ASIFT配準…………………………………098

4.4 位姿估計與導引定位…099

4.4.1 三點位姿估計與定位方法……………………099

4.4.2 RPnP位姿估計與定位方法…………………103

4.4.3 算法對比實驗…106

參考文獻……………………………………………………109