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机器人视觉测量与控制(第3版) AUTHOR:徐德,譚民第1章绪论1.1机器人视觉控制1.1.1机器人视觉的基本概念1.1.2机器人视觉控制的作用1.2机器人视觉控制的研究内容1.2.1摄像机标定1.2.2视觉测量1.2.3视觉控制的结构与算法1.3机器人视觉系统的分类1.3.1根据摄像机与机器人的相互位置分类1.3.2根据摄像机数目分类1.3.3根据是否自然测量分类1.3.4根据控制模型分类1.4视觉控制的发展现状与趋势1.4.1视觉系统标定研究进展1.4.2机器人的视觉测量研究进展1.4.3机器人的视觉控制研究进展1.4.4机器人视觉控制的应用现状1.4.5机器人视觉测量与控制的发展趋势参考文献第2章摄像机与视觉系统的标定2.1摄像机模型2.1.1小孔模型2.1.2摄像机内参数模型2.1.3镜头畸变模型2.1.4摄像机外参数模型2.2单目二维视觉测量的摄像机标定2.3Faugeras的摄像机标定方法2.3.1Faugeras摄像机标定的基本方法2.3.2Faugeras摄像机标定的改进方法2.4Fsai的摄像机标定方法2.4.1位姿与焦距求取2.4.2畸变矫正系数与焦距的精确求取2.5手眼标定2.6基于消失点的摄像机内参数自标定2.6.1几何法2.6.2解析法2.7基于运动的摄像机自标定2.7.1基于正交平移运动和旋转运动的摄像机自标定2.7.2基于单参考点的摄像机自标定2.8基于运动的立体视觉系统自标定2.8.1相对测量视觉模型2.8.2自标定原理与过程2.9畸变校正与非线性模型摄像机的标定2.9.1基于平面靶标的非线性模型摄像机标定2.9.2基于平面靶标的大畸变非线性模型摄像机的标定2.10结构光视觉的参数标定2.10.1基于立体靶标的激光平面标定2.10.2主动视觉法激光平面标定2.10.3斜平面法结构光视觉传感器标定参考文献第3章视觉测量3.1视觉测量中的约束条件3.1.1特征匹配约束3.1.2不变性约束3.1.3直线约束3.2单目视觉位置测量3.2.1垂直于摄像机光轴的平面内目标的测量3.2.2平面内目标的测量3.3立体视觉位置测量3.3.1双目视觉3.3.2结构光视觉3.4基于PnP问题的位姿测量3.4.1P3P的常用求解方法3.4.2PnP问题的线性求解3.5基于矩形目标约束的位姿测量3.5.1基于立体视觉的位姿测量3.5.2基于矩形的位姿测量3.5.3基于P4P方法3.6基于目标模型的测量3.6.1点的交互矩阵3.6.2直线的交互矩阵3.6.3基于cAD模型的测量3.7基于消失点的位姿测量3.7.1基于消失点的单视点三维测量3.7.2基于消失点的单视点仿射测量3.8移动机器人的视觉定位3.8.1基于单应性矩阵的视觉定位3.8.2基于非特定参照物的视觉定位3.9移动机器人的视觉全局定位3.9.1基于非特定参照物的视觉全局定位3.9.2视觉定位与里程计推算定位的信息融合3.10基于天花板的视觉推算定位3.10.1天花板的视觉特征3.10.2视慌系统构成3.10.3视觉推算定位3.10.4实验与结果3.11MEMs装配中的显微视觉测量3.11.1显微视觉系统的构成3.11.2显微视觉系统的自动调焦3.11.3显微视觉测量3.11.4实验与结果参考文献第4章视觉控制4.1基于位置的视觉控制4.1.1位置给定型机器人视觉控制4.1.2机器人的位置视觉伺服控制4.1.3基于位置的视觉控制的稳定性4.1.4基于位置的自标定视觉控制4.1.5基于位置视觉控制的特点4.2基于图像的视觉控制4.2.1基于图像特征的视觉控制4.2.2基于图像的视觉伺服控制4.2.3基于图像的视觉控制的稳定性4.2.4基于图像的视觉控制的特点4.3混合视觉伺服控制4.3.12.5D视觉伺服的结构4.3.22.5D视觉伺服的原理4.4直接视觉控制4.4.1直接视觉控制的结构4.4.2visualmotor函数的实现4.5基于姿态的视觉控制4.5.1姿态测量4.5.2基于姿态估计的视觉控制系统的结构与基本原理4.5.3实验与结果4.6基于图像雅可比矩阵的无标定视觉伺服4.6.1动态牛顿法4.6.2图像雅可比矩阵的估计4.7基于极线约束的无标定摄像机的视觉控制4.7.1基本原理4.7.2视觉伺服控制4.7.3实验与结果4.8基于视觉测量信息的智能控制4.8.1角焊缝跟踪的白调整模糊控制4.8.2实验与结果参考文献第5章应用实例5.1开放式机器人控制平台5.1.1多层次结构的开放式机器人控制平台5.1.2本地机器人的实时控制5.1.3图形示教实验与结果5.2具有焊缝识别与跟踪功能的自动埋弧焊机器人系统5.2.1焊接小车与视觉系统5.2.2结构光焊缝图像的处理5.2.3焊缝测量实验结果5.3基于结构光的机器人弧焊混合视觉控制5.3.1图像空间到机器人末端笛卡儿空间的雅可比矩阵5.3.2混合视觉控制5.3.3实验与结果5.4薄板对接窄焊缝视觉跟踪系统5.4.1视觉跟踪系统构成5.4.2焊缝视觉测量5.4.3焊缝初始点定位5.4.4控制系统设计5.4.5实验与结果5.5基于视觉系统自标定的机器人趋近与抓取5.5.1机器人系统构成5.5.2基于自标定的视觉控制系统原理5.5.3实验与结果5.6基于天花板的移动机器人导航与定位5.6.1基于天花板自然路标的定位5.6.2基于天花板的导航5.6.3实验与结果5.7打乒乓球机器人5.7.1打乒乓球机器人系统构成5.7.2并行处理的高速视觉系统5.7.3乒乓球飞行轨迹测量5.7.4后续飞行轨迹与击球参数预测5.7.5基于球拍位姿的乒乓球旋转估计5.7.6机器人运动规划与控制5.7.7实验与结果5.8大口径光栅拼接5.8.1系统构成5.8.2拼接位姿偏差测量5.8.3实验与结果参考文献附录摄像机标定工具箱与标定函数