隨著科技的進(jìn)步，因感知信息量有限,魯棒性差等問(wèn)題超聲或紅外傳感器感知信息量有限已逐漸被淘汰,目前比較流行的機(jī)器視覺(jué)影像定位采用攝像機(jī)作為全自主用移動(dòng)機(jī)器人的感知傳感器。而現(xiàn)實(shí)世界是三維的，而投射于攝像鏡頭（CCD/CMOS）上的圖像則是二維的，視覺(jué)處理的終目的就是要從感知到的二維圖像中提取有關(guān)的三維世界信息。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)就是對(duì)機(jī)器人周邊的環(huán)境進(jìn)行光學(xué)處理，先用攝像頭進(jìn)行圖像信息采集，將采集的信息進(jìn)行壓縮，然后將它反饋到一個(gè)由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法構(gòu)成的學(xué)習(xí)子系統(tǒng)，再由學(xué)習(xí)子系統(tǒng)將采集到的圖像信息和機(jī)器人的實(shí)際位置關(guān)聯(lián)起來(lái)，完成機(jī)器人的自主導(dǎo)航定位功能。

  相機(jī)標(biāo)定算法現(xiàn)有多種，包括 Faugeras 標(biāo)定法、Tscai 兩步法、直接線性變換方法、張正友平面標(biāo)定法和 Weng迭代法。自標(biāo)定包括基于 Kruppa 方程自標(biāo)定法、分層逐步自標(biāo)定法、基于二次曲面的自標(biāo)定法和 Pollefeys 的模約束法。視覺(jué)標(biāo)定有馬頌德的三正交平移法、李華的平面正交標(biāo)定法和 Hartley 旋轉(zhuǎn)求內(nèi)參數(shù)標(biāo)定法。

  而在軟件開(kāi)發(fā)方面，機(jī)器視覺(jué)與圖像處理可分為以下幾項(xiàng)：

1.預(yù)處理：灰化、降噪、濾波、二值化、邊緣檢測(cè)。。。

2.特征提?。禾卣骺臻g到參數(shù)空間映射。算法有HOUGH、SIFT、SURF。

3.圖像分割：RGB-HIS。

4.圖像描述識(shí)別

  另外，定位算法是基于濾波器的定位算法，主要有KF、SEIF、PF、EKF、UKF等。也可以使用單目視覺(jué)和里程計(jì)融合的方法。以里程計(jì)讀數(shù)作為輔助信息,利用三角法計(jì)算特征點(diǎn)在當(dāng)前機(jī)器人坐標(biāo)系中的坐標(biāo)位置,這里的三維坐標(biāo)計(jì)算需要在延遲一個(gè)時(shí)間步的基礎(chǔ)上進(jìn)行。根據(jù)特征點(diǎn)在當(dāng)前攝像頭坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)以及它在地圖中的世界坐標(biāo),來(lái)估計(jì)攝像頭在世界坐標(biāo)系中的位姿。這種降低了傳感器成本,消除了里程計(jì)的累積誤差,使得定位的結(jié)果更加精確。此外,相對(duì)于立體視覺(jué)中攝像機(jī)間的標(biāo)定,這種方法只需對(duì)攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定,提高了系統(tǒng)的效率。

原理流程圖：

定位算法基本過(guò)程如下：

1.輸入

通過(guò)攝像頭獲取的視頻流（主要為灰度圖像，stereo VO中圖像既可以是彩色的，也可以是灰度的 ），記錄攝像頭在t和t+1時(shí)刻獲得的圖像為It和It+1，相機(jī)的內(nèi)參,通過(guò)相機(jī)標(biāo)定獲得，可以通過(guò)matlab或者opencv計(jì)算為固定量。

2.輸出

計(jì)算每一幀相機(jī)的位置+姿態(tài)

基本過(guò)程

1.獲得圖像It,It+1

2.對(duì)獲得圖像進(jìn)行畸變處理

3.通過(guò)FAST算法對(duì)圖像It進(jìn)行特征檢測(cè)，通過(guò)KLT算法跟蹤這些特征到圖像It+1中，如果跟蹤特征有所丟失，特征數(shù)小于某個(gè)閾值，則重新進(jìn)行特征檢測(cè)

4.通過(guò)帶RANSAC的5點(diǎn)算法來(lái)估計(jì)兩幅圖像的本質(zhì)矩陣

5.通過(guò)計(jì)算的本質(zhì)矩陣進(jìn)行估計(jì)R,t

6.對(duì)尺度信息進(jìn)行估計(jì)，終確定旋轉(zhuǎn)矩陣和平移向量

蘇州艾菲茵是一家專門為廣大制造業(yè)企業(yè)提供機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)方案，機(jī)器視覺(jué)影像定位是基于像素?fù)Q算比例，采用移動(dòng)飛拍抓取方式，將流水線端的被測(cè)物體（如鍵盤(pán)）進(jìn)行影像定位，因被測(cè)物體在傳送帶傳輸過(guò)程中可能存在位置偏移等問(wèn)題，通過(guò)視覺(jué)定位將給機(jī)械手等發(fā)出位置信息，從而保證機(jī)械手精確抓取被測(cè)物體，避免因堵料而造成流水線的停滯。