機(jī)器人視覺測量與控制（第3版）

第l章 緒論
  1.1 機(jī)器人視覺控制
    1.1.1 機(jī)器人視覺的基本概念
  l.1.2 機(jī)器人視覺控制的作用
  1.2 機(jī)器人視覺控制的研究內(nèi)容
    1.2.1 攝像機(jī)標(biāo)定
    1.2.2 視覺測量
    1.2.3 視覺控制的結(jié)構(gòu)與算法
  1.3 機(jī)器人視覺系統(tǒng)的分類
    1.3.1 根據(jù)攝像機(jī)與機(jī)器人的相互位置分類
    1.3.2 根據(jù)攝像機(jī)數(shù)目分類
    1.3.3 根據(jù)是否自然測量分類
    1.3.4 根據(jù)控制模型分類
  1.4 視覺控制的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢
    1.4.1 視覺系統(tǒng)標(biāo)定研究進(jìn)展
    1.4.2 機(jī)器人的視覺測量研究進(jìn)展
    1.4.3 機(jī)器人的視覺控制研究進(jìn)展
    1.4.4 機(jī)器人視覺控制的應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.4.5 機(jī)器人視覺測量與控制的發(fā)展趨勢
  參考文獻(xiàn)
第2章 攝像機(jī)與視覺系統(tǒng)的標(biāo)定
  2.1 攝像機(jī)模型
    2.1.1 小孔模型
    2.1.2 攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)模型
    2.1.3 鏡頭畸變模型
    2.1.4 攝像機(jī)外參數(shù)模型
  2.2 單目二維視覺測量的攝像機(jī)標(biāo)定
  2.3 Faugeras的攝像機(jī)標(biāo)定方法
    2.3.1 Faugeras攝像機(jī)標(biāo)定的基本方法
    2.3.2 Faugeras攝像機(jī)標(biāo)定的改進(jìn)方法
  2.4 Fsai的攝像機(jī)標(biāo)定方法
    2.4.1 位姿與焦距求取
    2.4.2 畸變矯正系數(shù)與焦距的精確求取
  2.5 手眼標(biāo)定
  2.6 基于消失點(diǎn)的攝像機(jī)內(nèi)參數(shù)自標(biāo)定
    2.6.1 幾何法
    2.6.2 解析法
  2.7 基于運(yùn)動的攝像機(jī)自標(biāo)定
    2.7.1 基于正交平移運(yùn)動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的攝像機(jī)自標(biāo)定
    2.7.2 基于單參考點(diǎn)的攝像機(jī)自標(biāo)定
  2.8 基于運(yùn)動的立體視覺系統(tǒng)自標(biāo)定
    2.8.1 相對測量視覺模型
    2.8.2 自標(biāo)定原理與過程
  2.9 畸變校正與非線性模型攝像機(jī)的標(biāo)定
    2.9.1 基于平面靶標(biāo)的非線性模型攝像機(jī)標(biāo)定
    2.9.2 基于平面靶標(biāo)的大畸變非線性模型攝像機(jī)的標(biāo)定
  2.10 結(jié)構(gòu)光視覺的參數(shù)標(biāo)定
  2.10.1 基于立體靶標(biāo)的激光平面標(biāo)定
  2.10.2 主動視覺法激光平面標(biāo)定
  2.10.3 斜平面法結(jié)構(gòu)光視覺傳感器標(biāo)定
  參考文獻(xiàn)
第3章 視覺測量
  3.1 視覺測量中的約束條件
    3.1.1 特征匹配約束
    3.1.2 不變性約束
    3.1.3 直線約束
  3.2 單目視覺位置測量
    3.2.1 垂直于攝像機(jī)光軸的平面內(nèi)目標(biāo)的測量
    3.2.2 平面內(nèi)目標(biāo)的測量
  3.3 立體視覺位置測量
    3.3.1 雙目視覺
    3.3.2 結(jié)構(gòu)光視覺
  3.4 基于PnP問題的位姿測量
    3.4.1 P3P的常用求解方法
    3.4.2 PnP問題的線性求解
  3.5 基于矩形目標(biāo)約束的位姿測量
    3.5.1 基于立體視覺的位姿測量
    3.5.2 基于矩形的位姿測量
    3.5.3 基于P4P方法
  3.6 基于目標(biāo)模型的測量
    3.6.1 點(diǎn)的交互矩陣
    3.6.2 直線的交互矩陣
    3.6.3 基于cAD模型的測量
  3.7 基于消失點(diǎn)的位姿測量
    3.7.1 基于消失點(diǎn)的單視點(diǎn)三維測量
    3.7.2 基于消失點(diǎn)的單視點(diǎn)仿射測量
  3.8 移動機(jī)器人的視覺定位
    3.8.1 基于單應(yīng)性矩陣的視覺定位
    3.8.2 基于非特定參照物的視覺定位
  3.9 移動機(jī)器人的視覺全局定位
    3.9.1 基于非特定參照物的視覺全局定位
    3.9.2 視覺定位與里程計(jì)推算定位的信息融合
  3.10 基于天花板的視覺推算定位
    3.10.1 天花板的視覺特征
    3.10.2 視慌系統(tǒng)構(gòu)成
    3.10.3 視覺推算定位
    3.10.4 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果
  3.11 MEMs裝配中的顯微視覺測量
    3.11.1 顯微視覺系統(tǒng)的構(gòu)成
    3.11.2 顯微視覺系統(tǒng)的自動調(diào)焦
    3.11.3 顯微視覺測量
    3.11.4 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果
  參考文獻(xiàn)
第4章 視覺控制
  4.1 基于位置的視覺控制
    4.1.1 位置給定型機(jī)器人視覺控制
    4.1.2 機(jī)器人的位置視覺伺服控制
    4.1.3 基于位置的視覺控制的穩(wěn)定性
    4.1.4 基于位置的自標(biāo)定視覺控制
    4.1.5 基于位置視覺控制的特點(diǎn)
  4.2 基于圖像的視覺控制
    4.2.1 基于圖像特征的視覺控制
    4.2.2 基于圖像的視覺伺服控制
    4.2.3 基于圖像的視覺控制的穩(wěn)定性
    4.2.4 基于圖像的視覺控制的特點(diǎn)
  4.3 混合視覺伺服控制
    4.3.1 2.5 D視覺伺服的結(jié)構(gòu)
    4.3.2 2.5 D視覺伺服的原理
  4.4 直接視覺控制
    4.4.1 直接視覺控制的結(jié)構(gòu)
    4.4.2 visualmotor函數(shù)的實(shí)現(xiàn)
  4.5 基于姿態(tài)的視覺控制
    4.5.1 姿態(tài)測量
    4.5.2 基于姿態(tài)估計(jì)的視覺控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與基本原理
    4.5.3 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果
  4.6 基于圖像雅可比矩陣的無標(biāo)定視覺伺服
    4.6.1 動態(tài)牛頓法
    4.6.2 圖像雅可比矩陣的估計(jì)
  4.7 基于極線約束的無標(biāo)定攝像機(jī)的視覺控制
    4.7.1 基本原理
    4.7.2 視覺伺服控制
    4.7.3 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果
  4.8 基于視覺測量信息的智能控制
    4.8.1 角焊縫跟蹤的白調(diào)整模糊控制
    4.8.2 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果
  參考文獻(xiàn)
第5章 應(yīng)用實(shí)例
  5.1 開放式機(jī)器人控制平臺
    5.1.1 多層次結(jié)構(gòu)的開放式機(jī)器人控制平臺
    5.1.2 本地機(jī)器人的實(shí)時(shí)控制
    5.1.3 圖形示教實(shí)驗(yàn)與結(jié)果
  5.2 具有焊縫識別與跟蹤功能的自動埋弧焊機(jī)器人系統(tǒng)
    5.2.1 焊接小車與視覺系統(tǒng)
    5.2.2 結(jié)構(gòu)光焊縫圖像的處理
    5.2.3 焊縫測量實(shí)驗(yàn)結(jié)果
  5.3 基于結(jié)構(gòu)光的機(jī)器人弧焊混合視覺控制
    5.3.1 圖像空間到機(jī)器人末端笛卡兒空間的雅可比矩陣
    5.3.2 混合視覺控制
    5.3.3 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果
  5.4 薄板對接窄焊縫視覺跟蹤系統(tǒng)
    5.4.1 視覺跟蹤系統(tǒng)構(gòu)成
    5.4.2 焊縫視覺測量
    5.4.3 焊縫初始點(diǎn)定位
    5.4.4 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    5.4.5 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果
  5.5 基于視覺系統(tǒng)自標(biāo)定的機(jī)器人趨近與抓取
    5.5.1 機(jī)器人系統(tǒng)構(gòu)成
    5.5.2 基于自標(biāo)定的視覺控制系統(tǒng)原理
    5.5.3 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果
  5.6 基于天花板的移動機(jī)器人導(dǎo)航與定位
    5.6.1 基于天花板自然路標(biāo)的定位
    5.6.2 基于天花板的導(dǎo)航
    5.6.3 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果
  5.7 打乒乓球機(jī)器人
    5.7.1 打乒乓球機(jī)器人系統(tǒng)構(gòu)成
    5.7.2 并行處理的高速視覺系統(tǒng)
    5.7.3 乒乓球飛行軌跡測量
    5.7.4 后續(xù)飛行軌跡與擊球參數(shù)預(yù)測
    5.7.5 基于球拍位姿的乒乓球旋轉(zhuǎn)估計(jì)
    5.7.6 機(jī)器人運(yùn)動規(guī)劃與控制
    5.7.7 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果
  5.8 大口徑光柵拼接
    5.8.1 系統(tǒng)構(gòu)成
    5.8.2 拼接位姿偏差測量
    5.8.3 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果
  參考文獻(xiàn)
附錄攝像機(jī)標(biāo)定工具箱與標(biāo)定函數(shù)