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基于空间机械臂双目视觉测量的关键技术研究的开题报告
一、选题背景
随着工业自动化、智能制造的不断发展，机器视觉在工业生产与制造中的应用越来越广泛。其中，视觉测量技术在三维重构、定位与检测等方面具有重要的应用。而在这些应用中，机械臂则提供了关键的定位与控制手段。因此，基于机械臂的视觉测量系统是现代工业制造中必不可少的部分。
在机械臂视觉测量系统中，采用的双目视觉系统可以提供更加精确的测量信息，同时也可以降低单一视觉系统的误差。此外，由于机械臂及其末端执行器的存在，更加丰富的视角数据能够使得测量精度和范围相比于其他单一视觉系统更大幅度提高。因此，研究基于空间机械臂双目视觉测量的关键技术是当前热门且有实际需求的研究方向。
二、研究内容与目标
本研究的主要研究内容包括：
1.基于机械臂空间位置信息的立体标定方法研究。在实际生产场景中，机械臂的运动状态是不可避免的，而机械臂的运动对双目视觉系统的精度会带来不小的影响，因此，需要研究如何在机械臂运动状态下进行视觉测量并保证精度。
2.基于机械臂姿态信息的立体匹配算法。机械臂末端执行器的姿态信息可以为双目视觉系统提供更加精确的视角数据，同时可以通过计算机视觉算法对图像进行匹配，并实现精确的三维重构。因此，需要研究基于机械臂姿态信息的双目立体匹配算法。
3.机械臂运动控制策略。针对机械臂运动对双目视觉系统精度的影响问题，需要研究机械臂的运动控制策略，以保证视觉测量精度。
本研究的研究目标是通过以上三个方面的研究，实现基于机械臂双目视觉测量的精确测量，以在实际生产中提高制造工艺的精确性和效率。
三、研究方法和技术路线
本研究将采取实验研究和理论研究相结合的方法，具体采取以下技术路线：
1.机械臂双目视觉硬件平台的搭建。采用高分辨率的双目视觉摄像头、高精度的机械臂及其末端执行器，完成机械臂双目视觉硬件平台的搭建。
2.基于机械臂空间位置信息的立体标定方法研究。根据机械臂末端执行器在空间中的位置信息，采用传统的相机标定方法，进行机械臂视觉系统的立体标定。
3.基于机械臂姿态信息的立体匹配算法研究。利用机械臂末端执行器的姿态信息，研究并优化双目立体匹配算法，并实现精确的三维重构。
4.机械臂运动控制策略研究。结合机械臂的动力学模型，研究机械臂的运动控制策略，并通过实验验证该策略的准确性和鲁棒性。
5.实验验证。通过在实际生产中的应用场景中，测试机械臂双目视觉测量系统的精度和效率，并与传统的单一视觉系统进行比较，证明本研究的技术方案的可行性。
四、研究意义和成果预期
本研究的意义在于：
1.提高机械臂的视觉测量精度和稳定性，满足现代工业制造中对精度和效率的要求。
2.基于实验方法验证的研究成果具有实际应用价值，可以广泛应用于工业自动化、智能制造、机器人视觉检测等领域。
3.为机器视觉技术在实际生产中的应用提供新的技术方法和方案。
预计本研究的成果包括：
1.提出一种基于机械臂双目视觉测量的关键技术方法，实现工业制造中的高精度视觉测量。
2.确定适用于现代工业制造的机械臂双目视觉测量系统，提高工业自动化的智能化水平。
3.发表相关论文若干，并提交实用型专利申请1项。