基于計(jì)算機(jī)視覺的非接觸測量系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著時代的發(fā)展，三維測量在機(jī)器人視覺、生物工程、虛擬現(xiàn)實(shí)、工業(yè)檢測以及國防航天等領(lǐng)域都有著廣泛而重要的應(yīng)用意義。本文研究的目的是建立一套非接觸式三維測量系統(tǒng)。從物體三維參數(shù)恢復(fù)和幾何尺寸測量的實(shí)際需要出發(fā)，根據(jù)非接觸式測量所具有的特點(diǎn)，在綜合比較各種測量方法之后，本文采用雙目立體視覺技術(shù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套非接觸式三維測量系統(tǒng)。本文從理論和實(shí)踐上對雙目立體視覺技術(shù)在非接觸式三維測量中的應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究和探討。在對各種視覺技術(shù)的原理進(jìn)行

2、深入分析的基礎(chǔ)上，對立體視覺系統(tǒng)的攝像機(jī)標(biāo)定、特征提取、圖像匹配、三維坐標(biāo)恢復(fù)等幾個方面的內(nèi)容展開深入研究。主要研究包括以下幾個方面： (1)提出雙目立體視覺系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，介紹了系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)及具體測量方法，對系統(tǒng)構(gòu)建中的若干問題如軟件設(shè)計(jì)、攝像機(jī)設(shè)置、測量布局等作了闡述。 (2)對傳統(tǒng)標(biāo)定算法進(jìn)行了分析比較，采用一種線性求解與非線性優(yōu)化相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)的單目標(biāo)定，并采用了一種基于三維反求最小誤差的雙攝像機(jī)標(biāo)定

3、方法。 (3)對非接觸測量中的特征提取算法進(jìn)行了相應(yīng)的研究。為了提高靶標(biāo)角點(diǎn)的定位精度，本文在特征提取的基礎(chǔ)上結(jié)合邊緣提取及區(qū)域邊界形狀描述算法對其進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。 (4)采用基于圖像灰度，并應(yīng)用魯棒圖像相關(guān)性評價函數(shù)，結(jié)合極線約束、灰度一致性約束、視差平滑性約束等若干約束條件設(shè)計(jì)了一套立體匹配算法。 (5)對雙目立體視覺方法的各種測量方法進(jìn)行了深入的分析，包括5種空間點(diǎn)三維重建算法的精度比較；分析了攝像機(jī)及雙目標(biāo)定靶