隧洞检测机器人代替作业人员进入隧洞检测安全隐患,通过双目视觉定位算法可以定位安全隐患的具体位置。双目视觉定位技术是机器人定位的重要方法之一。因此,通过双目视觉定位算法实现隧洞检测机器人在隧洞环境中的精确定位具有非常重要的实际研究意义。本文主要研究了基于特征点匹配的双目视觉里程计定位算法,研究的主要内容如下:(1)先建立单目相机针孔模型,在此基础上建立双目相机针孔模型。并依据张正友标定法来完成双目相机的立体标定从而获得相机的内外参数,再根据内外参数完成了双目相机的立体校正,使相机的左右图像达到共面行对准,最后对相机标定误差进行了分析。(2)对图像进行灰度化预处理后,分析了SIFT、SURF、ORB特征点提取算法。然后采用ORB算子提取图像特征点。对于同一帧中的左右图像通过立体匹配约束进行特征点匹配,对于前后两帧中的图像先通过运动模型进行特征点跟踪,当运动模型失效后通过词袋模型加速特征点匹配。完成匹配后通过RANSAC算法剔除误匹配点以提高定位精度。通过ICP(迭代最近点)算法对相机进行运动估计,通过SVD算法对ICP问题进行求解得后一帧图像相对于前一帧的旋转矩阵和平移向量,从而实现机器人的定位。同时,因为运动估计存在着估计误差,针对误差通过图优化算法对运动轨迹进行优化。(3)在搭建11 m长的模拟隧洞环境和50.4m室内长廊环境中进行视觉里程计定位实验,在机器前进过程中,按照固定的间隔距离记录实际坐标和通过算法估计得到的坐标,最后通过均方根误差(RMSE)来评判定位的精度。结果表明双目视觉定位算法能够应用于隧洞检测机器人的定位。