視覺計算在煤礦巷道變形監(jiān)測中的應用研究.pdf

1、煤炭工業(yè)是我國最重要的基礎能源產業(yè)，礦難事故的頻發(fā)引起了國家和社會對煤礦安全問題的高度重視。隨著視頻監(jiān)控技術的快速發(fā)展，視頻監(jiān)控技術已在煤炭安全生產監(jiān)測中得到廣泛應用。本文主要研究了立體視覺測量中圖像特征點提取、攝像機標定和重建點坐標求解三個關鍵部分，并實驗應用立體視覺測量方法監(jiān)測煤礦巷道形變。主要研究內容和成果如下：
　　首先研究了圖像上角點和光斑中心像點的提取方法。實驗對比了Harris、Shi-Tomasi和FAST三種角點

2、檢測算法，結果表明：Harris算法對閾值敏感且易產生角點聚簇；FAST算法易提取到偽角點和產生角點聚簇；Shi-Tomasi算法能使檢測到角點分布均勻，避免角點聚簇，得出Shi-Tomasi算法適合十字靶標角點像素級坐標提取。通過圖像預處理由Canny邊緣檢測算法得到光斑單像素邊緣輪廓，利用最小二乘擬合法獲取光斑中心像點坐標。
　　其次對攝像機平面模板標定法進行了研究。由于通常計算單應性矩陣時使用了畸變較大的像點影響了內部和外部

3、參數(shù)初值，從而影響了標定精度。本文提出在計算單應性矩陣時僅使用圖像中心附近像點，使內部參數(shù)和外部參數(shù)初值能更好地逼近準確值，提高攝像機標定精度。實驗證明此方法能提高攝像機標定精度。
　　然后針對立體視覺空間點坐標求解問題，分析比對了三種常用求解方法：最小二乘法、公垂線段中點法、基于極線約束的重建方法，給出了以公垂線段為約束使反投影像點誤差最小的空間點坐標求解方法，實驗證明該方法能提高空間點坐標求解精度。
　　最后將立體視覺測