大型3D形貌測量高精度拼接方法與技術研究.pdf

1、多視數(shù)據(jù)拼接是大型3D形貌測量中不可或缺的環(huán)節(jié)，拼接質量直接影響三維重建的可行性和精度。本文在分析比較國內外拼接方法的原理及優(yōu)缺點基礎上，將測量點云作為拼接內容，遵循基于約束的整體拼接思路，從理論和實踐上進行了一系列深入研究，分別提出和研究了基于輔助靶標的單次成像拼接方法和基于全局控制網絡的拼接方法，完成了相應的實驗驗證工作。實驗證明，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損測量和精度要求較高的測量場合。論文的主要研究內

2、容如下： 一、總結了國內外多視數(shù)據(jù)拼接技術的發(fā)展現(xiàn)狀，結合應用實例，分析各方法的拼接原理及優(yōu)缺點。 二、研究了基于激光掃描技術的雙目立體視覺傳感器。構建半導體激光器組結合精密步進電機及減速機構的掃描裝置；分析傳感器視場范圍及測量精度，優(yōu)化傳感器結構設計；利用一維標定物虛擬三維靶標實現(xiàn)攝像機及傳感器的標定；實現(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的單次成像拼接方法。完成全局控制點及輔助靶標

3、控制點的設計、識別與亞像素定位；由拼接像機虛擬雙像機交匯測量系統(tǒng)對全局控制點進行精密定向；利用射影幾何和透視幾何原理，通過輔助靶標和拼接像機的中介，建立并求解單元測量坐標系→輔助靶標坐標系→拼接像機坐標系→全局坐標系的坐標系轉換鏈，完成整體拼接。 四、研究了基于全局控制網絡的拼接方法。完成編碼與非編碼控制點的設計、識別與亞像素定位；估計并優(yōu)化兩測站間的基本矩陣，根據(jù)對極約束完成兩測站圖像中非編碼控制點的粗匹配；利用三測站圖像結合