基于雙CCD非接觸式浮體六自由度測試系統(tǒng)的研制.pdf

1、在海洋、港口和船舶工程試驗中,需要精確、實時測量出浮體的六自由度運動軌跡,即升沉、橫移、縱移、回轉(zhuǎn)、橫搖、縱搖六個分量,為工程設(shè)計和科學(xué)研究提供可靠依據(jù).依托"211工程"國家重點學(xué)科建設(shè)經(jīng)費.我們自主開發(fā)了非接觸式浮體六自由度測試系統(tǒng).本文首先介紹了國內(nèi)外六自由度測試系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀,以及開發(fā)六自由度測試系統(tǒng)的可行性和現(xiàn)實意義;其次介紹了自行研制的基于雙CCD非接觸式六自由度測試系統(tǒng)的硬件組成,它安裝簡單,使用方便;之后重點介紹了非接觸

2、六自由度測試系統(tǒng)的工作原理以及它的設(shè)計實現(xiàn)過程,采用計算機視覺技術(shù),利用兩個性能相同、位置固定的CCD同時從不同角度獲取浮體特征點的圖像,經(jīng)過二值化、邊緣尋找、求取質(zhì)心等圖像處理算法,獲得圖像上特征點的二維坐標,二維圖像坐標到三維世界坐標的映射關(guān)系是通過CCD標定來解決的,在分析了各種標定算法優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上,針對我們具體的試驗場合,確定了以直接線性模型做為測試系統(tǒng)設(shè)備標定的核心算法,該模型算法可靠,不需要使用復(fù)雜的優(yōu)化方法來求解攝像機的

3、參數(shù),近而提高了整個系統(tǒng)的運算速度,利用標定所得到的投影關(guān)系三維重構(gòu)出運動浮體上特征標志點的三維坐標,最終實時的計算出浮體的六自由度運動分量.與此同步,采用VC++6.0語言作為編程平臺,利用現(xiàn)代軟件技術(shù)中的多線程技術(shù)、精確定時技術(shù)、繪圖技術(shù),結(jié)合Matrox公司多通道視頻圖像采集卡軟件開發(fā)包的強大功能,編制開發(fā)了功能齊全、設(shè)計人性化的系統(tǒng)軟件;論文最后通過實際工程試驗對系統(tǒng)測試結(jié)果的精度進行了詳細分析.作者經(jīng)過兩年多的努力,在各位師兄