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基于双目立体视觉的工件测距的研究的任务书
任务书
1.研究背景
在现代工业生产及制造业中，精确测量工件的距离极为重要。工件测距是通过测量两个物体之间较短距离的距离，以确定工件的位置及形状。常见的测距方法有激光测距、超声波测距、光学测距等。然而，这些方法存在着一些局限性，造成了实际应用效果欠佳，且普遍需要较昂贵的设备。因此，找到更为简单、可靠的测距方法是必要的。
双目立体视觉技术借助于人眼的视差，将我们看到的两幅图像通过三维重建算法得出深度信息，从而实现工件测距的目的。这种基于双目立体视觉的测距方法相对于传统方法，具有投资低、测量精度高等优点，已成为现代工业制造业中既经济又实用的工具。
2.研究内容
本课题旨在通过双目立体视觉技术实现对工件的精准测距。具体研究内容包括：
2.1硬件平台的搭建
建立一个基于双目立体视觉的测距硬件平台。该平台主要由两个摄像头、光源、图像采集卡及电脑控制软件组成。其中，两个摄像头水平间距应确定适当的距离，以确保双目测距的准确性，同时记得保证两个摄像头处于同一高度。
2.2图像采集
通过软件对摄像头进行采集，得到两幅图像。在采集图像时需要注意图像的清晰度和图像的亮度，确保所获取的图像与工件轮廓清晰且亮度均匀。
2.3双目立体视觉的算法
本研究采用基于三维重建算法的测距计算。对双目图像进行处理，采用特征点算法得出左右相图像中同一特征点的横坐标差（双目距离信息），从而计算出工件的相对位置。
2.4算法的优化和实现
在实际应用中，存在各种干扰因素（如光照变化、图像质量等），使得所获取的测距结果出现误差。因此，需要对算法进行进一步优化和实现，以提高测距的准确性和稳定性。
3.研究意义
本研究通过双目立体视觉技术实现对工件的精准测距，具有以下意义：
3.1提高生产效率
比较于传统测距方法，基于双目立体视觉的测距方式更加准确精细，能够提高工件测量的准确性，减少误差，从而提高制造业的生产效率。
3.2降低成本
采用基于双目立体视觉测距的方式，相比于其它测量方式具有更低的成本，生产企业可以节约资金来降低生产成本，提高市场竞争力。
3.3优化制造流程
该方法可以直接测量拥有复杂几何结构的产品，因此不必担心测量难度增加导致制造流程变得繁琐，从而帮助工厂优化制造流程。
4.研究方法
本研究将采用实验法、数学分析以及计算机仿真模拟等方法。在硬件平台的搭建、图像采集以及算法的优化和实现中，将分别进行实验设计并记录数据，以得出最优解。
5.预期成果
本研究的预期成果包括：
5.1建立基于双目立体视觉的工件测距硬件平台；
5.2设计实现基于三维重建算法的测距计算算法；
5.3进一步优化和实现算法；
5.4验证算法的精度和稳定性；
5.5完成相关论文及学术报告。
6.进度安排
本研究预计为期1年，计划进度为：
6.1第1-2个月：了解相关背景知识及前期准备的工作，包括文献调研、硬件平台的搭建以及双目立体视觉的算法的研究等。
6.2第3-8个月：基于双目视觉算法的测距计算的实现，包括图像采集、数据处理、距离计算等。
6.3第9-10个月：算法的优化和实现，提高算法的稳定性和精度。
6.4第11-12个月：实验结果的验证和分析、相关论文及学术报告的撰写。
7.经费及人员安排
本研究组由1名主要研究人员及2名辅助研究人员组成。研究团队需完成硬件设备的采购、实验场地的租用及相关工作人员的招募。硬件设备及实验材料费用约为100000元，工作人员及实验场地费用约为50000元。合计经费约为150000元。其中，本科生助理研究员1名，研究助理1名，研究主任1名，负责研究项目进度的监督与跟进，以及组织并撰写研究报告及论文。