基于雙目視覺的三維結(jié)構(gòu)表面變形測量研究
發(fā)布時間:2018-05-17 16:54
本文選題:雙目視覺 + 三維數(shù)字圖像相關(guān)法; 參考:《南京航空航天大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:在汽車、重型機械、航空航天等領(lǐng)域中,大量采用各種新型復(fù)合材料和大型復(fù)雜工件,需要快速、方便、并適合現(xiàn)場使用的三維輪廓外形尺寸和變形應(yīng)變檢測方法。傳統(tǒng)的三坐標(biāo)測量設(shè)備(如三坐標(biāo)機、激光跟蹤儀等)和應(yīng)變檢測方法(如應(yīng)變片、引伸計等),效率低、測量范圍小,較難實現(xiàn)三維全場或全尺寸檢測。隨著數(shù)字圖像相關(guān)法的發(fā)展,機器視覺測量方法的精度在測量方面達(dá)到亞像素級別,成本較低,操作環(huán)境要求低,能夠快速實現(xiàn)全尺寸或應(yīng)變場的測量。本文通過研究三維數(shù)字圖像相關(guān)法結(jié)合雙目視覺技術(shù),測量三維物體表面的位移場和應(yīng)變場,以解決二維數(shù)字圖像相關(guān)法無法測量物體表面的離面位移問題;由于三維數(shù)字圖像相關(guān)法中還存在一些不足,通過本文的研究,可以進(jìn)一步提高該方法的測量精度和速度。本文主要取得的研究成果有:1)為解決三維數(shù)字圖像相關(guān)法中缺少三維散斑圖模型問題,研究基于反向映射法的三維散斑圖的生成方法。該方法避免了實驗中的因素干擾,如標(biāo)定誤差、相機自帶畸變、環(huán)境誤差等,驗證初值估計、形函數(shù)、相關(guān)函數(shù)、三維重建以及三維應(yīng)變計算精度。2)在三維數(shù)字圖像相關(guān)法的匹配環(huán)節(jié)中,針對現(xiàn)有的初值估計精度低和速度慢的問題,優(yōu)化基于SIFT特征匹配,形函數(shù)和線性函數(shù)插值的初值估計方法,實現(xiàn)快速初值估計,在相關(guān)函數(shù)迭代計算時快速完成迭代。在三維重建時,左右相機圖片匹配策略問題,分析兩種立體匹配策略優(yōu)劣,總結(jié)出其應(yīng)用場景的適用性。3)在三維應(yīng)變場的計算中,現(xiàn)有的三維應(yīng)變算法魯棒性較差,應(yīng)用改進(jìn)的基于擬合平面的微分單元體最小二乘擬合應(yīng)變計算方法進(jìn)行全場的應(yīng)變計算,取得較好的魯棒性。4)將上述3點內(nèi)容進(jìn)行了實驗(全尺寸測量及變形測量)驗證,結(jié)果表明上述算法正確、有效、可靠。本文的研究成果提高了三維數(shù)字圖像相關(guān)法的計算精度,并提供了三維數(shù)字圖像相關(guān)法算法的驗證手段,進(jìn)一步完善了算法體系和應(yīng)用范圍。
[Abstract]:In the field of automobile , heavy machinery , aerospace and other fields , a large number of new composite materials and large complex workpieces are widely used , and the method is simple and convenient , and is suitable for the three - dimensional contour dimension and deformation strain detection method used in the field . The results show that the algorithm is correct , effective and reliable . The results of this paper improve the calculation precision of the three - dimensional digital image correlation method , and provide the verification means of the three - dimensional digital image correlation method , and further improve the algorithm system and the application range .
【學(xué)位授予單位】:南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:TG806
【參考文獻(xiàn)】
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1 毛建國;張佩澤;沈\,
本文編號:1902132
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