本文關(guān)鍵詞：基于雙目視覺的火箭噴管運(yùn)動姿態(tài)測量系統(tǒng)研究

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【摘要】：火箭噴管運(yùn)動參數(shù)的測量對火箭發(fā)動機(jī)推力矢量的研究具有重要意義,通常采用的接觸式測量方法測量火箭噴管運(yùn)動參數(shù)難以滿足精度要求,而視覺測量技術(shù)具有非接觸、測量精度高等優(yōu)點(diǎn)獲得了廣泛應(yīng)用。因此,本文對火箭噴管運(yùn)動姿態(tài)視覺測量方法進(jìn)行了研究,設(shè)計(jì)了一套基于雙目視覺的火箭噴管運(yùn)動姿態(tài)測量系統(tǒng)。本文的主要研究工作如下:首先,對基于雙目視覺的火箭噴管運(yùn)動姿態(tài)測量方案進(jìn)行了研究,基于相機(jī)徑向畸變模型推導(dǎo)了像點(diǎn)坐標(biāo)畸變矯正算法,給出了基于OpenCV的雙目相機(jī)標(biāo)定方案,對三角測量法進(jìn)行改進(jìn),完成空間點(diǎn)的三維重建。提出了基于雙截面的噴管擺心測量方案和基于投影的噴管擺角測量方案。然后,在測量系統(tǒng)標(biāo)定及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法部分設(shè)計(jì)了帶編碼標(biāo)志點(diǎn)的十字標(biāo)靶,提高了左右相機(jī)圖像上目標(biāo)點(diǎn)的匹配速度和精度。提出多約束條件的改進(jìn)橢圓擬合法,實(shí)現(xiàn)對編碼點(diǎn)的精確提取與定位。由于圖像噪聲影響編碼帶解碼結(jié)果的準(zhǔn)確性,同時采用二進(jìn)制序列作為編碼點(diǎn)的編號比較復(fù)雜且循環(huán)截?cái)嗖晃ㄒ?因此設(shè)計(jì)了基于中值濾波的十進(jìn)制解碼方案,能得到在一定的投影角度范圍內(nèi)以任何角度放置的十字標(biāo)靶編碼標(biāo)志點(diǎn)的唯一身份信息�？紤]相機(jī)之間外參保持不變這一約束條件,設(shè)計(jì)一個全局代價(jià)優(yōu)化函數(shù)來得到左右相機(jī)之間的內(nèi)、外參數(shù),實(shí)現(xiàn)測量系統(tǒng)高精度標(biāo)定。確定各設(shè)備坐標(biāo)系間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法,將特征點(diǎn)坐標(biāo)統(tǒng)一化,以便于進(jìn)行運(yùn)動參數(shù)解算,并且基于火箭噴管半實(shí)物模型給出了火箭噴管運(yùn)動姿態(tài)視覺測量方法。本文最后完成了在VS2010開發(fā)平臺下的測量軟件設(shè)計(jì),搭建了基于MFC框架的軟件界面。實(shí)驗(yàn)表明:該系統(tǒng)能夠自動提取編碼點(diǎn),完成解碼過程,得到編碼點(diǎn)的身份信息和中心坐標(biāo)。雙目視覺系統(tǒng)的標(biāo)定精度用標(biāo)準(zhǔn)桿的絕對測量誤差表示,在測量距離約為3600mm,圖像大小為1680?1710像素,兩相機(jī)基線距約為640mm時,平均誤差值為0.16mm。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V43;TP391.41
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本文編號：1150951