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研究生:游原泉
研究生(外文):YOU,YUAN-QUAN
論文名稱:標準標記單一影像圓定位之一新可行法
論文名稱(外文):A new feasible approach to 3-D location and orientation determination for cylinders using a single image with a rectangular standard mark
指導教授:陳進興陳進興引用關係李肇嚴
指導教授(外文):CHEN,JIN-XINGLI,ZHAO-YAN
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:電機工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1991
畢業學年度:78
語文別:中文
論文頁數:51
中文關鍵詞:標記單一影像圓柱体定位電惱視覺相機座標系統
外文關鍵詞:LAMBERTIAN反射模CERNUSCHI-FRIASSTANDARD-MARK
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在很多自動化的工廠里,機械人已被用來搬運或抓取物體。為達此目的。機械人必須
知道該物體的方位及大小。因為不少產品皆具有圓柱部分或形狀,所以本論文以圓柱
物體為考量,利用日受重視的電腦視覺,提出一新的可行法,解決解圓柱物體的定位
問題。所謂的定位,主要是求出相對於相機座標系統的圓柱體位置和圓柱軸的方向,
以及相對於物體座標系統的相機位置。
Cernuschi-Frias和Cooper首先提出圓柱體的定位法,他們採用 Lambertian反射模型
和垂直投影模型,於是必須設光源為無限遠處的點光源,同時物體和相機的距離必須
很大,這使得此法不適用於實際的工作環境。為了克服上述缺點,Shyi提出一個以三
度空間向量分析及透視投影模型為基礎的方法。但此法有一限制,即相機的仰角不能
太大,若仰角太大,則無法取出該法所需的特徵點。本論文所提的方法,完全解決了
前法之缺點。本法是利用貼於圓柱表面之已知高度度的標簽,擷取出一個由兩組對應
點(point-pair)所組成的矩形標準標記 (standard mark),進行單眼影像分析,以達
定位之目的。
本法所用的加標簽圓柱體,其標簽的高度是已知的,這是進行單眼影像分析的依據。
首先攝取一張圓柱體的影像,應用影像處理(包括幾何校正、邊慫偵測、細線化及Ho
ugh轉換法)與數值分析(最小平方誤差法)的技術,設定位於標簽輪廓上的兩組對
應點,接著根據影像幾何關係,利用三度空音的向量分析及簡單的代數運算,求出圓
柱體在三度空間的方位及其半徑。由於完全是線性的推導,本文所提方法可以達到快
速運算的要求。同時,本法的推演過程中,相機的焦距可得,因此不需做焦距的校正
,這對自動調焦的相機而言,特別有用。
實驗結果顯示,相對距離與半徑的平均誤差分別在 10%和5%以內。由於解法之穩定與
可容忍之誤差,而且在攝取影像的過程中,無任何預設之限制,證實本法之可行性,
故可在實際的環境中加以應用。
另外,在附錄裡提出辨認圓柱表面符號的方法,這可幫助機械人決定該圓柱體是否為
目標物。

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