大型3D形貌測(cè)量高精度拼接方法與技術(shù)研究.pdf

1、多視數(shù)據(jù)拼接是大型3D形貌測(cè)量中不可或缺的環(huán)節(jié)，拼接質(zhì)量直接影響三維重建的可行性和精度。本文在分析比較國(guó)內(nèi)外拼接方法的原理及優(yōu)缺點(diǎn)基礎(chǔ)上，將測(cè)量點(diǎn)云作為拼接內(nèi)容，遵循基于約束的整體拼接思路，從理論和實(shí)踐上進(jìn)行了一系列深入研究，分別提出和研究了基于輔助靶標(biāo)的單次成像拼接方法和基于全局控制網(wǎng)絡(luò)的拼接方法，完成了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作。實(shí)驗(yàn)證明，這兩種方法具有較好的可行性，分別適用于精度要求適中的無(wú)損測(cè)量和精度要求較高的測(cè)量場(chǎng)合。論文的主要研究?jī)?nèi)

2、容如下： 一、總結(jié)了國(guó)內(nèi)外多視數(shù)據(jù)拼接技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合應(yīng)用實(shí)例，分析各方法的拼接原理及優(yōu)缺點(diǎn)。 二、研究了基于激光掃描技術(shù)的雙目立體視覺(jué)傳感器。構(gòu)建半導(dǎo)體激光器組結(jié)合精密步進(jìn)電機(jī)及減速機(jī)構(gòu)的掃描裝置；分析傳感器視場(chǎng)范圍及測(cè)量精度，優(yōu)化傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；利用一維標(biāo)定物虛擬三維靶標(biāo)實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)及傳感器的標(biāo)定；實(shí)現(xiàn)基于外極約束的特征光條快速高精度匹配。 三、提出了基于輔助靶標(biāo)的單次成像拼接方法。完成全局控制點(diǎn)及輔助靶標(biāo)

3、控制點(diǎn)的設(shè)計(jì)、識(shí)別與亞像素定位；由拼接像機(jī)虛擬雙像機(jī)交匯測(cè)量系統(tǒng)對(duì)全局控制點(diǎn)進(jìn)行精密定向；利用射影幾何和透視幾何原理，通過(guò)輔助靶標(biāo)和拼接像機(jī)的中介，建立并求解單元測(cè)量坐標(biāo)系→輔助靶標(biāo)坐標(biāo)系→拼接像機(jī)坐標(biāo)系→全局坐標(biāo)系的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換鏈，完成整體拼接。 四、研究了基于全局控制網(wǎng)絡(luò)的拼接方法。完成編碼與非編碼控制點(diǎn)的設(shè)計(jì)、識(shí)別與亞像素定位；估計(jì)并優(yōu)化兩測(cè)站間的基本矩陣，根據(jù)對(duì)極約束完成兩測(cè)站圖像中非編碼控制點(diǎn)的粗匹配；利用三測(cè)站圖像結(jié)合