大尺寸曲面視覺測量方法與系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來，大尺寸曲面在汽車工業(yè)、船舶、航天器外形等方面得到廣泛的應(yīng)用。研究大尺寸曲面的測量方法對保證國家重大裝備的順利研制和生產(chǎn)具有重要意義。本文分析國內(nèi)外三維測量方法及系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，提出一種用于大尺寸曲面的單目視覺輔助靶標測量方法。
　　本課題的主要內(nèi)容如下：
　　1.研究大尺寸曲面單目視覺的測量理論。首先建立測量系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，進行標志點坐標解算。然后在攝像機的有效測量區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)站測量，通過求解帶有約束條件的優(yōu)化目標

2、函數(shù)得到最優(yōu)轉(zhuǎn)站矩陣從而進行數(shù)據(jù)空間拼接。最后推導(dǎo)出被測點的坐標解算公式，實現(xiàn)對大尺寸曲面的完整測量。
　　2.給出單目視覺輔助靶標測量中圖像處理技術(shù)的過程及實際處理結(jié)果。首先對圖像進行高斯平滑濾波和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)圖像增強，用迭代閾值法和基于幾何形狀的特征提取來進行圓形標志點圖像的獲取，然后根據(jù) Canny邊緣提取和最小二乘橢圓擬合算法求取標志點光斑中心的精確坐標，最后提出基于橢圓誤差評定的改進算法，并通過實驗驗證改進后算法的穩(wěn)定性和

3、準確性。
　　3.對影響單目視覺大尺寸曲面測量的誤差進行分析。首先分析硬件對精度的影響，接著求解標志點中心的偏移量得到標志點在像平面上的精確坐標，然后以不共面點與靶標平面的偏離程度為目標對標志點不共面所引起的誤差進行修正；研究景深的形成，分別推導(dǎo)景深與有彌散圓影響的標志點中心像素坐標值的關(guān)系、景深與標志點中心理想像素坐標值的標定關(guān)系，采用樣條差樣方法對有景深影響的像素坐標進行誤差修正；最后對測頭半徑補償誤差進行了分析闡述。