文档介绍：江苏科技大学
硕 士 学 位 论 文
海面机器人视觉测量关键技术研究
专业名称：机械电子工程
作者姓名：吴兵
指导教师：卢道华
江苏科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研
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体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。
论文作者签名：吴兵 日期：2017 年 6 月 20 日
江 苏 科 技 大 学
硕 士 学 位 论 文
大 摘 要
论 文 题 目 海面机器人视觉测量关键技术研究
研 究 方 向 机器视觉
学科、专业 机械电子工程
研究生姓名 吴兵
导 师 姓 名 卢道华 教授
填表时间 2017 年 6 月 20 日
学号：142020026
文摘： 在陆地资源日益消耗的过程中，海洋资源逐渐步入人们的眼球，海面的安全
问题也成为了热门话题。机器视觉源于上世纪四五十年代，发展到现在，已经
从最初的二维平面研究扩展到三维立体研究。而双目视觉正是机器视觉从二维
图像分析三维信息分支中的重要组成部分，已经广泛应用于目标的检测、测量
以及跟踪导航等领域。给机器人加上了双目系统，就好像给其加上了眼睛，从
而可以代替人完成一些特殊的任务。本文主要基于双目视觉的视差理论，采用
三角测量的方式，对海面目标进行测量与分析。
本文主要就无人水面艇的视觉系统进行研究，结合立体视觉的相关知识，建立
了一套适合于无人水面艇目标测量的视觉系统。主要利用 Matlab 与 OpenCV
相结合的方法，通过 Matlab 进行标定精度的优化等一系列的计算，通过
OpenCV 软件库进行软件的调试与编写。
根据海面环境的特殊性，本文对采集的目标图像进行特定的预处理，提出了
将海面图像分割滤波的方法。并针对无人水面艇的运动速度快，采集目标图像
失真等问题，进行相应的运动滤波的图像恢复处理。在双目标定方面，采用
Matlab 与 OpenCV 相结合的标定方法，对张正友标定法进行 Fast 角点检测优
化，提高了标定的效率。通过基于 Matlab 的标定方法，对双目相机进行预标
定，获得较高精度的相机参数。再通过 OpenCV 的优化的张正友标定，进行海
面测量的实时标定处理。在进行目标匹配之前，根据海面图像的特殊性，对匹
配过的相机所采集的海