視覺測量系統(tǒng)中的標定技術及其應用研究.pdf

1、視覺測量技術是機器視覺理論在測量領域的應用,近年來已成為儀器科學中發(fā)展十分迅速的重要領域之一.成像標定及圖像分析、處理是視覺測量系統(tǒng)的關鍵環(huán)節(jié).攝像機標定為視覺圖像的兩維信息與實際三維物體世界提供了對應、轉換的定量關系.因此,根據(jù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,如何改進及提出新的標定方法,以便更好的滿足視覺測量應用,就是該文研究的重點.同時圍繞視覺測量系統(tǒng)中的攝像機成像及其標定,進行了深入的研究和探討.歸納起來,論文主要工作和取得的成果如下:(1)對攝

2、像機成像的理論前提和實際過程,進行了詳細的介紹.在分析不同投影模型和成像關系的前提下,選用最實用的透視投影成像模型.同時,對實際成像過程中各種坐標及轉換關系,進行了詳細的分析和數(shù)學描述.(2)在分析、歸納現(xiàn)有的傳統(tǒng)標定方法和自標定方法這兩種主流標定方法的基礎上,該文改進一種用于求解攝像機內(nèi)部參數(shù)的基于自標定的標定方法,并通過試驗驗證了可行性.(3)根據(jù)實際視覺測量標定中的簡潔性要求,該文提出一類完全基于平面的標定方法,其中不僅有專門針對

3、2D測量空間的單平面標定法,還有能對整個3D實物空間成像進行標定的雙平面標定方法.并對這兩種標定方法進行了相應的試驗驗證和誤差分析.(4)由于鏡頭設計制造中的誤差,導致實際成像過程的非線性畸變,為了更準確的描述成像過程,該文提出一種基于直線變形的直線校正法,對成像過程的非線性畸變進行校正,并且從理論上給予證明和實驗上進行驗證.(5)針對實際科研的需求,設計并完成了一套視覺測量系統(tǒng),其中由作者編制的圖像處理、成像標定的算法軟件系統(tǒng),經(jīng)過對