料堆體積測量中的攝像機標(biāo)定算法研究.pdf

1、針對大型企業(yè)物料存放過程中的有效計量問題，本文利用機器視覺原理，探索一種料堆體積測量的攝像機標(biāo)定算法，實現(xiàn)攝像機標(biāo)定的準(zhǔn)確性，進而能夠精確測量料堆的體積。
　　論文的主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)設(shè)計了帶有黑白網(wǎng)格(25mm×25mm)的標(biāo)定板和測試板，完成整個實驗測量系統(tǒng)的裝置，使攝像機能夠穩(wěn)定地安裝在云臺上，實現(xiàn)相機的三維定位。
　　(2)分析攝像機成像的過程中圖像產(chǎn)生畸變的原因，采用存在徑向畸變的攝像機模型對攝像

2、機進行標(biāo)定。
　　(3)采用基于徑向約束的Tsai兩步法進行攝像機的標(biāo)定。首先求出標(biāo)定過程中的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣的中tx，ty分量以及圖像上的尺度因子。接下來求解有效焦距f、平移矩陣T的tz分量和透鏡的畸變系數(shù)。在第二步的求解過程中，選用粒子群算法對攝像機的這些參數(shù)進行優(yōu)化，實現(xiàn)攝像機的標(biāo)定參數(shù)的求解。
　　(4)利用測試板進行實驗，通過求解的參數(shù)，恢復(fù)出測試板上特征點的世界坐標(biāo)，和測試板上的已知真實坐標(biāo)進行比較?；謴?fù)過程中

3、單點標(biāo)定的坐標(biāo)值在X方向上引用誤差≤1.06％，重復(fù)性誤差≤5.43％;在Y方向上的引用誤差≤1.90％，重復(fù)性誤差≤4.03％;在Z方向上的引用誤差≤3.74％，重復(fù)性誤差≤13.89％。
　　(5)對料堆的三維點進行偏斜校正，采用徑向基插值函數(shù)算法對校正后的料堆散點進行插值，實現(xiàn)料堆體積的三維重建和體積計算，實驗恢復(fù)出來的料堆體積的相對誤差為2.780％～7.84％。
　　本課題通過在實驗室建模測試，實現(xiàn)攝像機的標(biāo)定，達