高溫物體紅外雙目測量及精度分析.pdf

1、高溫物體尺寸測量采取非接觸方式,多借助圖像測量手段?？梢姽獬上裥Ч麜蚋邷販囟葓鰞裙饩€偏折等因素產生較大偏差,而紅外成像機理是將物體熱輻射信號轉換為電信號,故在可見光成像的不足之處具有相對優(yōu)勢。
　　以高溫物體尺寸測量為主要研究目標,結合熱成像視覺技術的優(yōu)勢,圍繞高溫物體紅外雙目測量方案的主要問題進行研究,主要工作如下:
　　1.研究了高溫物體尺寸測量的國內外發(fā)展現狀,分析了熱成像技術發(fā)展與應用前景,總結了雙目立體視覺技術的

2、應用現狀,明確了本課題的研究方向;
　　2.利用有限元分析方法分析了900℃高溫物體周圍溫度場的變化,借助光的傳播原理計算了折射率分布情況,結合色散模型,選取0.40 mμ、0.76 mμ、8.00 mμ和14.00 mμ4個典型波長,對比分析了折射率變化引起的影像偏差;實驗驗證了高溫物體可見成像與紅外成像影像偏差的大小,結果表明對900℃高溫物體成像時,可見成像偏差是紅外成像偏差的約4倍;建立了紅外熱像儀成像模型,分析了各坐標系

3、間的幾何關系變換,研究了系統結構參數對視覺測量精度的影響,根據實際測量條件選定硬件設備,設計了紅外雙目測量系統總體方案,并搭建了實驗平臺;
　　3.分析了紅外圖像非均勻性現象的產生原因及特點,探討了全局非均勻性校正方法、加權均值濾波校正方法以及BP神經網絡校正方法,并改進了BP神經網絡校正方法,引入像素點8鄰域像素值相關性,重新設計了隱含層,考慮了非線性校正因素,實驗結果表明改進后的BP神經網絡校正方法將紅外圖像的非均勻度降低到了

4、4.986％,可獲得較其他算法更好的校正結果;分析紅外圖像特點,探討了平臺直方圖紅外增強法、高通濾波紅外圖像增強法以及加權平均紅外圖像增強法,結合紅外圖像質量評價指標,并借助實驗加以驗證;
　　4.針對紅外成像機理,結合紅外圖像特點,設計了紅外視覺專用球靶標,借助高精度電動三維平移臺,提出了紅外雙目測量系統標定新方案;探討對比了熱像儀標定方法,借助徑向一致約束準則,結合LM參數優(yōu)化算法,實現了視覺測量系統的標定;
　　5.研