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基于单目视觉和固定靶标的位姿测量系统

王天宇 董文博 王震宇

王天宇, 董文博, 王震宇. 基于单目视觉和固定靶标的位姿测量系统[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(4): 427003-0427003(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0427003
引用本文: 王天宇, 董文博, 王震宇. 基于单目视觉和固定靶标的位姿测量系统[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(4): 427003-0427003(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0427003
Wang Tianyu, Dong Wenbo, Wang Zhenyu. Position and orientation measurement system based on monocular vision and fixed target[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(4): 427003-0427003(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0427003
Citation: Wang Tianyu, Dong Wenbo, Wang Zhenyu. Position and orientation measurement system based on monocular vision and fixed target[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(4): 427003-0427003(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0427003

基于单目视觉和固定靶标的位姿测量系统

doi: 10.3788/IRLA201746.0427003
基金项目: 

国家自然科学基金(61573139);国家科技重大专项-载人航天与探月工程

详细信息
    作者简介:

    王天宇(1991-),男,博士生,主要从事计算机视觉和模式识别方面的研究。Email:tywang@ncepu.edu.cn

    通讯作者: 董文博(1980-),男,副研究员,博士,主要从事精密测量与控制、空间实验载荷支持、空间电子学等方面的研究。Email:wbodong@csu.ac.cn;王震宇,Email:zywang@ncepu.edu.cn; 董文博(1980-),男,副研究员,博士,主要从事精密测量与控制、空间实验载荷支持、空间电子学等方面的研究。Email:wbodong@csu.ac.cn;王震宇,Email:zywang@ncepu.edu.cn
  • 中图分类号: TP391

Position and orientation measurement system based on monocular vision and fixed target

  • 摘要: 利用计算机视觉进行位姿测量的方法广泛应用于机器人系统、运动体控制系统和精密检测系统。研究和设计了一种基于固定靶标的单目视觉定位系统和方法,用最少硬件资源实现精密定位。首先,利用图像匹配的方法检测出平面靶标在图像中的坐标,图像匹配采用SIFT算法和映射匹配方法,之后利用固定靶标的特性求取中心点。实验利用多幅图像样本验证了图像匹配的准确性和鲁棒性。然后,针对呈矩形分布的PnP问题,提出了一种新的求解方法,以靶标控制点的图像坐标和空间坐标作为输入,得到了移动物体与摄像机的三维相对位姿。实验利用五维精密位移台移动目标物体并拍摄多副图像,结果表明位姿测量系统在800 mm范围内达到mm级精度,可以满足应用需求。
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-08-05
  • 修回日期:  2016-09-10
  • 刊出日期:  2017-04-25

基于单目视觉和固定靶标的位姿测量系统

doi: 10.3788/IRLA201746.0427003
    作者简介:

    王天宇(1991-),男,博士生,主要从事计算机视觉和模式识别方面的研究。Email:tywang@ncepu.edu.cn

    通讯作者: 董文博(1980-),男,副研究员,博士,主要从事精密测量与控制、空间实验载荷支持、空间电子学等方面的研究。Email:wbodong@csu.ac.cn;王震宇,Email:zywang@ncepu.edu.cn; 董文博(1980-),男,副研究员,博士,主要从事精密测量与控制、空间实验载荷支持、空间电子学等方面的研究。Email:wbodong@csu.ac.cn;王震宇,Email:zywang@ncepu.edu.cn
基金项目:

国家自然科学基金(61573139);国家科技重大专项-载人航天与探月工程

  • 中图分类号: TP391

摘要: 利用计算机视觉进行位姿测量的方法广泛应用于机器人系统、运动体控制系统和精密检测系统。研究和设计了一种基于固定靶标的单目视觉定位系统和方法,用最少硬件资源实现精密定位。首先,利用图像匹配的方法检测出平面靶标在图像中的坐标,图像匹配采用SIFT算法和映射匹配方法,之后利用固定靶标的特性求取中心点。实验利用多幅图像样本验证了图像匹配的准确性和鲁棒性。然后,针对呈矩形分布的PnP问题,提出了一种新的求解方法,以靶标控制点的图像坐标和空间坐标作为输入,得到了移动物体与摄像机的三维相对位姿。实验利用五维精密位移台移动目标物体并拍摄多副图像,结果表明位姿测量系统在800 mm范围内达到mm级精度,可以满足应用需求。

English Abstract

参考文献 (14)

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