基于相位匹配的自由曲面雙目視覺測量方法研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展,具有自由曲面形狀的產(chǎn)品越來越多,對其加工和測量精度的要求也越來越高,如何快速、準(zhǔn)確地測量自由曲面產(chǎn)品的三維信息,是工業(yè)領(lǐng)域急待解決的技術(shù)難題。視覺測量因具有測量速度快、幅面廣、精度高等優(yōu)點,成為自由曲面測量方法中的研究熱點?；谙辔黄ヅ涞碾p目視覺測量法是實現(xiàn)自由曲面測量的主要視覺方法之一。本文以自由曲面的三維測量為目標(biāo),搭建了雙目視覺測量平臺,并對基于相位匹配的雙目視覺測量方法中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究

2、。其內(nèi)容包括:
　　(1)針對傳統(tǒng)攝像機畸變校正模型的局限性和現(xiàn)有光束平差方法存在的問題,推導(dǎo)了像素坐標(biāo)系下的畸變校正等效模型?；谠摰刃Ｐ?對光束平差數(shù)學(xué)關(guān)系式作了修正,并使用修正的光束平差數(shù)學(xué)關(guān)系式對攝像機參數(shù)進(jìn)行非線性優(yōu)化。該方法能有效地避免光束平差優(yōu)化過程中容易出現(xiàn)病態(tài)矩陣的問題,獲得較高的標(biāo)定精度。
　　(2)對多頻外差相位展開過程中,誤差的產(chǎn)生機理進(jìn)行了分析,給出了多頻外差相位展開與外差光柵頻率之間的關(guān)系,并通

3、過實驗進(jìn)行了驗證,為多頻外差光柵頻率的選擇和外差相位展開誤差的減小提供了新的思路。
　　(3)針對雙目視覺圖像中陰影區(qū)域相位混亂對立體匹配的干擾問題,定義了相位相似度函數(shù)。利用該函數(shù)對立體匹配過程進(jìn)行約束,能有效抑制陰影區(qū)域混亂相位對立體匹配的干擾,達(dá)到快速、準(zhǔn)確地實現(xiàn)立體匹配的目的。
　　最后,使用本文的雙目視覺三維測量方法,對葉片、球體、石膏頭像等具有自由曲面形狀的物體進(jìn)行了三維測量或模型重構(gòu)。實驗結(jié)果表明,本文的三維測