應(yīng)用于逆向工程的軸向立體視覺測(cè)量方法研究.pdf

1、逆向工程是實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品快速開發(fā)的重要技術(shù)手段，在現(xiàn)代制造業(yè)中起到日益重要的作用，而作為逆向工程實(shí)現(xiàn)的初始環(huán)節(jié)--數(shù)據(jù)采集技術(shù)對(duì)后續(xù)的數(shù)據(jù)處理、模型重建都有直接的影響.目前存在著多種逆向工程數(shù)據(jù)采集方法，其中的立體視覺測(cè)量方法以其快速、非接觸、低成本等優(yōu)勢(shì)而被廣泛運(yùn)用。但是該方法存在著標(biāo)定復(fù)雜，匹配計(jì)算量大、誤匹配率高等不足.
　　 本論文在浙江省科技廳重大機(jī)電專項(xiàng)項(xiàng)目“復(fù)合式三坐標(biāo)掃描測(cè)量機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化開發(fā)(項(xiàng)目編號(hào)：20

2、06C11256)”和浙江省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“基于語義數(shù)據(jù)信息理論的逆向工程CAD建模新方法研究(項(xiàng)目編號(hào)：Z1090590)”資助下，深入分析立體視覺測(cè)量方法相關(guān)理論基礎(chǔ)，研究并實(shí)現(xiàn)課題組提出的一種基于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的單攝像機(jī)軸向立體視覺測(cè)量方法，簡(jiǎn)化匹配和標(biāo)定過程。
　　 本文首先分析軸向立體視覺測(cè)量方法的測(cè)量原理，它是對(duì)共光軸體系結(jié)構(gòu)的雙目立體視覺測(cè)量方法的改進(jìn)，利用單攝像機(jī)沿測(cè)量機(jī)軸向的運(yùn)動(dòng)和拍攝，實(shí)現(xiàn)立體測(cè)量。建立軸

3、向立體視覺測(cè)量方法的數(shù)學(xué)模型，研究該模型下特殊的外極線約束關(guān)系：外極線相互平行且過各自像平面中心。并針對(duì)自由曲面邊界的測(cè)量過程，討論利用該特性進(jìn)行匹配約束，從而縮小同源像點(diǎn)搜索范圍，簡(jiǎn)化匹配過程。
　　 然后研究基于坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的軸向立體視覺測(cè)量方法具體實(shí)現(xiàn)過程。在自主研發(fā)的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上搭建測(cè)量系統(tǒng)，重點(diǎn)介紹系統(tǒng)的軟、硬件組成。該方法中的關(guān)鍵技術(shù)--特征提取和圖像匹配由軟件系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。研究用Harris角點(diǎn)探測(cè)器，Hough變換

4、、以及Steger算子分別提取圖像角點(diǎn)、橢圓和邊緣特征的算法；并分步驟實(shí)現(xiàn)特征匹配。
　　 接著對(duì)軸向立體視覺測(cè)量系統(tǒng)的攝像機(jī)標(biāo)定方法進(jìn)行研究，它直接影響測(cè)量系統(tǒng)的精度。通過對(duì)成像和坐標(biāo)變換過程的分析，分別建立線性參數(shù)模型和非線性參數(shù)模型。研究基于平面二次曲線的攝像機(jī)線性參數(shù)標(biāo)定方法和基于共線特征點(diǎn)的攝像機(jī)鏡頭畸變校正法分別對(duì)線性參數(shù)和非線性參數(shù)完成標(biāo)定，獲得全部參數(shù)。
　　 受現(xiàn)有條件的限制，軸向立體視覺測(cè)量方法目前只