視覺測量系統(tǒng)中的標(biāo)定技術(shù)及其應(yīng)用研究.pdf

1、視覺測量技術(shù)是機(jī)器視覺理論在測量領(lǐng)域的應(yīng)用,近年來已成為儀器科學(xué)中發(fā)展十分迅速的重要領(lǐng)域之一.成像標(biāo)定及圖像分析、處理是視覺測量系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié).攝像機(jī)標(biāo)定為視覺圖像的兩維信息與實(shí)際三維物體世界提供了對應(yīng)、轉(zhuǎn)換的定量關(guān)系.因此,根據(jù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,如何改進(jìn)及提出新的標(biāo)定方法,以便更好的滿足視覺測量應(yīng)用,就是該文研究的重點(diǎn).同時圍繞視覺測量系統(tǒng)中的攝像機(jī)成像及其標(biāo)定,進(jìn)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(jī)成像的理論前提和實(shí)際過程,進(jìn)行了詳細(xì)的介紹.在分析不同投影模型和成像關(guān)系的前提下,選用最實(shí)用的透視投影成像模型.同時,對實(shí)際成像過程中各種坐標(biāo)及轉(zhuǎn)換關(guān)系,進(jìn)行了詳細(xì)的分析和數(shù)學(xué)描述.(2)在分析、歸納現(xiàn)有的傳統(tǒng)標(biāo)定方法和自標(biāo)定方法這兩種主流標(biāo)定方法的基礎(chǔ)上,該文改進(jìn)一種用于求解攝像機(jī)內(nèi)部參數(shù)的基于自標(biāo)定的標(biāo)定方法,并通過試驗(yàn)驗(yàn)證了可行性.(3)根據(jù)實(shí)際視覺測量標(biāo)定中的簡潔性要求,該文提出一類完全基于平面的標(biāo)定方法,其中不僅有專門針對

3、2D測量空間的單平面標(biāo)定法,還有能對整個3D實(shí)物空間成像進(jìn)行標(biāo)定的雙平面標(biāo)定方法.并對這兩種標(biāo)定方法進(jìn)行了相應(yīng)的試驗(yàn)驗(yàn)證和誤差分析.(4)由于鏡頭設(shè)計制造中的誤差,導(dǎo)致實(shí)際成像過程的非線性畸變,為了更準(zhǔn)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(jìn)行校正,并且從理論上給予證明和實(shí)驗(yàn)上進(jìn)行驗(yàn)證.(5)針對實(shí)際科研的需求,設(shè)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(biāo)定的算法軟件系統(tǒng),經(jīng)過對