首页> 中文学位 >基于矿井机器人的三维激光扫描仪的研究设计
【6h】

基于矿井机器人的三维激光扫描仪的研究设计

代理获取

目录

封面

声明

致谢

中文摘要

英文摘要

目录

图清单

表清单

1 绪论

1.1 引言(Foreword)

1.2 应用背景(Application Background)

1.3 课题背景(Research Background)

1.4 国内外研究现状(Related Research Survey)

1.5 本文主要研究内容(Research Contents)

1.6 本文的章节安排(Organization of this Thesis)

1.7 本章小结(Chapter Summary)

2 机器人系统总体设计

2.1 机器人设计参数要求(Design Parameters of the Robot)

2.2 机器人机械方案设计(Mechanical Design of the Robot)

2.3 机器人控制方案设计(Control Design of the Robot)

2.4 样机及实验(Prototype and Experiments)

2.5 本章小结(Chapter Summary)

3 三维激光扫描仪的原理

3.1 三 维 激 光 扫 描 仪 的 组 成 ( Composition of the Three-Dimensional Laser Scanner)

3.2 三维激光扫描仪的原理(Principle of the Three-Dimensional Laser Scanner)

3.3 摄像头成像模型(Imaging Model of Camera)

3.4 本系统的三维激光扫描原理( The Principle of the Three-Dimensional Laser Scanning System)

3.5 本章小结(Chapter Summary)

4 图像中激光条位置的提取

4.1 摄像头的标定(Calibration of the Camera)

4.2 图像中光条的性质(The Nature of the Laser Light in the Image)

4.3 常用的光条中心提取方法( Common Extraction Method of Light Strip Center)

4.4 本系统采用的光条中心提取方法(The Extraction Method of Light Strip Center in the System)

4.5 光条中心提取的实验结果(The Experimental Results of the Light Strip Center Extraction)

4.6 本章小结(Chapter Summary)

5 三维激光扫描仪的实验与分析

5.1 三维激光扫描系统的搭建与调试(Build and Debug of the Three-Dimensional Laser Scanning System)

5.2 三维扫描实验(Three-Dimensional Scanning Experiments)

5.3 误差分析(Error Analysis)

5.4 本章小结(Chapter Summary)

6 总结与展望

6.1 总结(Conclusions)

6.2 展望(Prospects)

参考文献

作者简历

学位论文数据集

展开▼

摘要

目前,利用计算机对现实世界的物体、环境进行三维模型重建是计算机视觉领域中的一个研究热点。在煤矿这样的高危险环境下,对环境进行实时监测、重建场景的三维模型具有很重要的意义。本文主要研究装载于矿井机器人上的三维激光扫描系统。
  本文首先设计了一款矿井机器人的样机,分别对机器人系统的机械、电气结构进行设计,然后对机器人上用到的主要器件进行了选型,进而提出了三维扫描仪这一研究目标。完成了机器人样机的加工,并对机器人样机进行了简单的运动实验,表明机器人样机符合设计参数要求。然后介绍了本文设计的三维激光扫描仪的结构,以及三角测距原理和摄像头的成像模型。利用张氏标定方法完成了摄像头的标定,并提出将改进的Hessian矩阵法和形态学的方法相结合的光条中心提取算法,通过实验验证本文的算法效率得到了有效提高,并且能有效去除光条的反射。最后利用搭建好的三维激光扫描仪,在正常光照条件下对实验室的环境进行三维地图重建。通过实验验证了本文提出的算法能达到良好的效果,并且对环境的要求不高。
  整个三维激光扫描系统由线激光发射器、摄像头、步进电机以及固定架等硬件组成。成本低廉、易于组装是该系统的两大优点。软件部分则采用了Visual C++、OpenCV及OpenGL开源函数库来编写。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号