基于多視圖幾何約束的大尺寸視覺測量技術(shù)研究.pdf

1、針對傳統(tǒng)視覺測量系統(tǒng)受相機(jī)分辨率及視場限制，不能兼顧測量空間及測量精度的問題，本文基于多視圖幾何約束原理，研究了一種現(xiàn)場條件下的大尺寸視覺測量技術(shù)。通過手持單個數(shù)碼相機(jī)從不同方位對被測物體進(jìn)行自由拍攝，求解粘貼于被測物體表面的標(biāo)記點(diǎn)（包括編碼點(diǎn)與非編碼點(diǎn)）的三維坐標(biāo)。該技術(shù)操作靈活方便，自動化程度高，可在較大的測量空間內(nèi)維持較高的全局測量精度。
　　本文從原理分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證兩方面對該測量技術(shù)進(jìn)行了研究，主要工作如下:
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2、.建立了數(shù)碼相機(jī)的數(shù)學(xué)模型。分析了標(biāo)記點(diǎn)的投影過程，建立了標(biāo)記點(diǎn)空間位置與像面投影的數(shù)學(xué)關(guān)系，包含描述透視投影的線性模型以及描述鏡頭畸變的非線性模型。
　　2.實(shí)現(xiàn)了標(biāo)記點(diǎn)的提取及編碼點(diǎn)的識別。根據(jù)標(biāo)記點(diǎn)的成像特點(diǎn)，提出了六點(diǎn)法，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)記點(diǎn)的高效提取;通過分析編碼點(diǎn)的仿射變換不變性，提出了等分橢圓內(nèi)切圓法，實(shí)現(xiàn)了編碼點(diǎn)的魯棒識別。
　　3.建立了各視圖之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。分析了對級幾何原理，通過估計并分解本質(zhì)矩陣E的方式求解公

3、共編碼點(diǎn)個數(shù)最多的兩視圖之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，并對公共編碼點(diǎn)進(jìn)行三維重建。以兩視圖公共編碼點(diǎn)重建結(jié)果為定位基準(zhǔn)，通過線性求解的方式求解其余視圖與定位基準(zhǔn)之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，采用多視圖三維重建的方法更新定位基準(zhǔn)中現(xiàn)有編碼點(diǎn)的三維坐標(biāo)及向定位基準(zhǔn)中加入新編碼點(diǎn)的三維坐標(biāo)，直至建立各視圖之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系并求出所有編碼點(diǎn)的三維坐標(biāo)。
　　4.實(shí)現(xiàn)了非編碼點(diǎn)的立體匹配。在各視圖轉(zhuǎn)換關(guān)系已知的前提下，通過多視圖極線約束實(shí)現(xiàn)了非編碼點(diǎn)的立體匹配，并采用多視