本书聚焦机器人视觉导引领域的基础理论和关键技术，采用理论与案例相结合的形式，重点阐述系统参数标定、三维视觉测量、目标位姿估计、跟踪控制策略、多传感器融合等问题，并展示不同应用场景下机器人视觉导引的解决方案。本书可作为机器人感知、视觉测量、视觉导引、视觉跟踪等领域科技人员的参考用书，也可作为智能制造、人工智能等相关方向学生的专业教材。

目  录

第1章 绪论…………………………………………………001

1.1 机器人导引技术概述…001

1.2 常见机器人导引技术…004

1.2.1 电磁导引技术.…………………………04

1.2.2 激光导引技术.………………………05

1.2.3 视觉导引技术.………………………007

1.3 机器人视觉导引研究现状…009

1.3.1 三维视觉测量理论……………………………009

1.3.2 机器人运动学理论……………………………012

1.3.3 视觉伺服控制技术…013

1.3.4 系统参数标定技术……………………………015

1.3.5 实际应用….017

1.3.6 主要挑战…………………………………………019

参考文献……………………………………………………021

第2章 机器人视觉导引理论基础…………………………………027

2.1 机器人视觉系统理论模型……………………………027

2.1.1 机器人视觉系统基本架构………………………027

2.1.2 相机成像模型…………………………………028

2.1.3 视觉测量模型………………………………032

2.2 视觉测量与位姿估计理论…034

2.2.1 三角测量理论………………………………034

2.2.2 位姿估计理论…………………………………038

2.3 机器人运动学基本理论……………………………………044

2.3.1 机器人运动学模型…044

2.3.2 机器人运动学分析………………………………048

2.3.3 Simulink与ADAMS联合仿真…………052

参考文献…………………………………………………055

第3章 机器人视觉系统参数标定技术……………………………057

3.1 单相机内部参数标定……………………………………057

3.1.1 相机标定方法概述………………………………057

3.1.2 基于平面靶标的内参标定……………………059

3.1.3 方法验证…062

3.2 双/多相机外部参数标定………………………………064

3.2.1 基于坐标变换的外参标定…064

3.2.2 方法验证…065

3.3 变视轴视觉系统参数标定…067

3.3.1 变视轴视觉成像模型…067

3.3.2 多误差参数联合标定…………………………070

3.3.3 方法验证……072

3.4 机器人手眼关系参数标定………………………………074

3.4.1 两步标定法…074

3.4.2 辅助标定法……………………………………077

3.4.3 方法验证……………………………………079

参考文献…………………………………………………081

第4 章 基于单目视觉的机器人导引技术…………………………083

4.1 常用合作目标………………………………………………083

4.2 目标特征识别与提取…………………………………084

4.2.1 角点识别与检测………………………………084

4.2.2 椭圆识别与检测………………………………087

4.3 多视角图像序列匹配…092

4.3.1 SIFT匹配…093

4.3.2 Root-SIFT匹配………………………098

4.3.3 ASIFT配准…………………………………098

4.4 位姿估计与导引定位…099

4.4.1 三点位姿估计与定位方法……………………099

4.4.2 RPnP位姿估计与定位方法…………………103

4.4.3 算法对比实验…106

参考文献……………………………………………………109