近年来，我国在激光测距领域的发展迅速，不管是科技、工业还是社会生活中，激光测距技术的利用率都在大大提高。可是，在利用到激光测距仪的场合，往往对准确性、灵敏度和可靠性等的要求都是非常高的。国内光学器件和集成电路等核心技术还不够成熟，严重依赖国外进口，导致国内激光测距仪在市场上竞争力弱。因此国内还需要加大研究力度，同时积极引进国外先进技术，提高激光测距仪器的性能。

1.2 论文主要研究内容与组织结构

1.2.1 主要研究内容

ROS(Robot Operating System)是一个开放源代码的的系统，其宗旨是为机器人的设计提供一个功能强大、资料全面的平台。其中包罗万象，任何机器人系统可能用到的功能都能够在其中找到。例如，ROS中具有硬件的抽象描述代码，使用者可以在ROS中直接下载使用，无需自己编写代码，也无需购买实物，大大提高了机器人设计的效率以及降低了实验成本。软件包管理、底层驱动控制等功能模块也可以在ROS库中找到。并且，ROS还为机器人设计提供了源代码开发过程中要使用到的库和工具。

Gazebo是一个用于虚拟机器人的工具软件，在机器人设计中提供了各种各样的模拟环境，是设计实验必不可少的重要工具。Gazebo具有易于使用的开发接口以及稳定的物理引擎，仿真环境的画质很高，可用于在实际制作机器人之前进行的机器人的设计、环境布局、算法验证等。Gazebo是一种能够进行动态仿真的高性能的仿真软件，与一般的仿真软件相比，Gazebo的性能更高主要是因为它的物理引擎更加强大。一个软件的功能越强大包含的内容越多，它的能够实现的工作就越多。Gazebo具有非常真实的模拟仿真环境，它利用了先进的3D图像技术，让图像画面更加清晰。

Kinect是一种3D体感摄像头，它是由微软公司研制推出的一种视觉设备。Kinect配置了多种传感器，其中有多点阵麦克风、深度传感器，还有正常摄影设备所具有的摄像头。Kinect功能强大，而且价格也相对便宜。例如激光扫描、雷达、立体摄像机等测量设备是非常昂贵的[3]。而且，Kinect在具有以上设备具有的一些功能以外，还可以同步的获取物体的高清晰度的信息图，如彩色图、深度图等。Kinect的侦测3D影像功能是本课题实验所使用的主要功能。Kinect使用了Light Coding技术，可以直接测出物体与摄像头的距离，极大得减少了实验所需要做的工作。与传统的深度传感器相比，Kinect无需计算物体的3D坐标，它是利用连续光对空间进行编码，通过运算反射光线的信息，经过处理后就可以得到物体的深度图像。Kinect使用的Light Coding技术具有两步过程，第一步是在空间中每隔一段长度的建立一个参考平面，每个参考平面都进行编码标定，标定后设备的红外发射器发出编码结构光，接收参考平面反射的结构光并存储，其中编码结构光需要有三维纵深，也称为光散斑，因此接收的反射光也称为散斑图像；第二步是接收结构光在物体出反射回来的图像，然后通过两次反射得到的散斑图像，即可以计算出物体到摄像头的距离[4]。

图1-1 Kinect深度摄像机

本课题根据激光测距仪的需求，设计并实现基于立体视觉的虚拟激光测距仪。论文首先介绍基于立体视觉的激光测距仪及相关技术的研究现状，针对于激光测距仪的设计要求，在分析激光测距仪的功能基础上，设计基于立体视觉测距的算法，将这个激光测距仪系统进行模块化设计。本课题设计一种基于立体视觉的虚拟激光测距仪，利用Gazeb三维模拟仿真平台，实现测距仪对物体间的距离、角度、位置等方面的测量。 Gazebo基于立体视觉的虚拟激光测距仪设计+源程序(3):http://www.chuibin.com/tongxin/lunwen_206558.html