不規(guī)則孔洞的輪廓檢測(cè)及三維模型構(gòu)建.pdf

1、從20世紀(jì)70年代中期開(kāi)始，計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)，同時(shí)人工智能、思維科學(xué)等研究的發(fā)展也非常迅速，與此同時(shí)數(shù)字圖像處理技術(shù)也得到了充足的發(fā)展，在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。研究不規(guī)則孔洞檢測(cè)的圖像處理技術(shù)能夠獲得孔洞內(nèi)部的結(jié)構(gòu)信息，有助于提高操作的有效性和準(zhǔn)確性。
　　 本課題正是基于機(jī)器視覺(jué)針對(duì)不規(guī)則未知孔洞測(cè)量問(wèn)題進(jìn)行研究。測(cè)量不規(guī)則孔洞的橫截面輪廓的形狀和尺寸是獲得孔洞內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息并進(jìn)行三維模型構(gòu)建的關(guān)鍵。本文主要研究系統(tǒng)的軟件

2、部分，包括圖像的采集顯示、預(yù)處理、目標(biāo)輪廓的提取、目標(biāo)輪廓的擬合、目標(biāo)輪廓的形狀大小計(jì)算以及孔洞內(nèi)部環(huán)境的三維模型構(gòu)建。其中目標(biāo)輪廓的正確提取是最為關(guān)鍵的部分。首先，根據(jù)實(shí)驗(yàn)圖像的特點(diǎn)，充分利用激光的光強(qiáng)等物理特點(diǎn)，對(duì)圖像進(jìn)行去噪，二值化，輪廓細(xì)化等預(yù)處理，剔除了一些重大干擾，使得目標(biāo)輪廓更為清晰。然后針對(duì)由于光線等原因造成的輪廓線中斷，本文研究了一種基于向量弧度的跟蹤算法，在對(duì)圖像進(jìn)行分割、標(biāo)記處理之后，準(zhǔn)確提取出各個(gè)輪廓線段，并且將

3、各個(gè)輪廓線段的組成像素按順時(shí)針順序提取，進(jìn)而對(duì)輪廓的斷裂處進(jìn)行曲線擬合，并以不同顏色標(biāo)識(shí)。在處理圖像序列的基礎(chǔ)上，最終獲得三維模型。
　　 本文針對(duì)不規(guī)則孔洞測(cè)量的圖像處理設(shè)計(jì)了相關(guān)的軟件系統(tǒng)，并對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試，獲得了較準(zhǔn)確的孔洞輪廓模型。本課題研究了非結(jié)構(gòu)化地理環(huán)境中測(cè)量孔洞橫截面輪廓的形狀和尺寸的關(guān)鍵技術(shù)，為使用者提供必要的地理信息支持。特別針對(duì)需要進(jìn)入內(nèi)部檢測(cè)并且形狀不規(guī)則的未知孔洞，例如礦井坍塌、地震等造成的廢墟的檢測(cè)，