四目立體測(cè)量中的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、物體的三維外形輪廓測(cè)量技術(shù)在航天、航空、機(jī)械、汽車(chē)、船舶等行業(yè)有著廣泛的需求和應(yīng)用，本文在雙目立體測(cè)量技術(shù)的基礎(chǔ)上提出了四目立體測(cè)量的方案，擴(kuò)大了測(cè)量系統(tǒng)單次測(cè)量范圍，實(shí)現(xiàn)了不同視角測(cè)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)拼合。論文主要研究?jī)?nèi)容及成果總結(jié)如下：
　　1.深入研究了基于十字靶標(biāo)的四目立體測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)定方法。十字靶標(biāo)由兩根可拆裝的靶尺構(gòu)成，無(wú)需已知每個(gè)靶點(diǎn)的位置，無(wú)需靶點(diǎn)共面，只需精確測(cè)量?jī)筛谐呱蟽啥挝锢砭嚯x，十分便于制作、攜帶，方便實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)

2、下的現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定。靶點(diǎn)設(shè)計(jì)成具有唯一確定的身份號(hào)，使圖像間匹配以及圖像點(diǎn)和空間點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)穩(wěn)定可靠。首先采用多視圖幾何約束和光束平差優(yōu)化精確獲得每個(gè)相機(jī)的內(nèi)參數(shù)，同時(shí)得到在四個(gè)相機(jī)各自坐標(biāo)系下重建出的靶點(diǎn)三維坐標(biāo)點(diǎn)集；系統(tǒng)外參數(shù)由相應(yīng)相機(jī)坐標(biāo)系下三維靶點(diǎn)集合之間的剛體變換直接求得。該方法只需四相機(jī)同時(shí)對(duì)十字靶標(biāo)拍攝一次，再由四個(gè)相機(jī)單獨(dú)拍攝若干幅靶標(biāo)圖像即可，現(xiàn)場(chǎng)操作簡(jiǎn)單靈活。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文標(biāo)定算法的精度。
　　2.提出了一種面向四目

3、測(cè)量的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)自動(dòng)拼合方法。在四目立體測(cè)量系統(tǒng)中，對(duì)于同時(shí)拍攝獲得的隨機(jī)散斑紋理圖像對(duì)采用基于特征和基于區(qū)域相結(jié)合的匹配算法生成稠密匹配點(diǎn)對(duì)，由三角重建法得到物體表面輪廓的三維點(diǎn)云；兩兩圖像先后重建的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)位于不同相機(jī)坐標(biāo)系下，需通過(guò)拼合過(guò)程將其轉(zhuǎn)換到同一相機(jī)坐標(biāo)系下。通過(guò)系統(tǒng)標(biāo)定過(guò)程中確定的各相機(jī)之間的相對(duì)位姿關(guān)系，方便地獲得拼合所需的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移向量，從而實(shí)現(xiàn)了三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的自動(dòng)拼合，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該拼合方法的精度。