本文提出了利用双目视觉测量系统对软体机器人运动单元进行目标提取和运动参数测量的方案,介绍了双目视觉测量系统的运动目标识别、双目相机标定和三维坐标重建的原理,针对软体运动单元不同的运动模式,研究了通过向量计算的方法提取软体运动单元的运动参数的问题。本文的主要研究内容如下:(1)提出了双目视觉测量系统测量软体运动的总体方案。从设备选型、平台搭建、图像采集和软件处理四个方面介绍了双目视觉测量系统。(2)搭建了整个系统的平台,对采集到的源图像进行图像处理,分割出软体目标对象。分析和总结了双目视觉中图像分割的理论和常用算法,并采用了基于遗传算法和大津阈值法混合算法进行软体运动单元的前景、背景分割。最后通过区域生长法提取软体运动目标。(3)对双目视觉测量系统进行标定并获得了相机的内外参数矩阵和透视投影矩阵。包括相机模型和极线约束的理论介绍、单相机标定、双目校正和立体匹配。采集不同数量的标定板图像测试系统标定的精度和误差,并通过提取已知参数的标记物的角度和长度,验证开发出的系统的精度。(4)对软体单元运动模式进行分析。规定了弯曲运动的弯曲角和伸展运动的伸长量的表征方法。运用三维坐标空间向量和二维图像像素坐标的方法计算弯曲角,并通过与垂直相机提取的弯曲角对比验证系统弯曲角提取的精度。运用三维坐标计算伸长量的方法,并通过与定长的标志物比较验证系统伸长量提取的精度。最后,对整个系统进行调试和参数精度提取的实验,验证系统的可行性和有效性。