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基于Kinect的坑槽修補(bǔ)檢測系統(tǒng)研究

發(fā)布時間:2020-11-06 13:49
   目前針對瀝青路面坑槽修補(bǔ)的各種方法智能化程度較低,而其中噴補(bǔ)技術(shù)在智能化方面有較大的發(fā)展提升空間。因此結(jié)合噴補(bǔ)技術(shù)建立了智能化坑槽修補(bǔ)綜合研究試驗(yàn)臺。此試驗(yàn)臺的研究范圍包括基于機(jī)器視覺的坑槽三維建模及修補(bǔ)過程檢測系統(tǒng),基于自動化控制的軌跡修補(bǔ)系統(tǒng)和修補(bǔ)工藝及參數(shù)優(yōu)化系統(tǒng)。本文的研究主要圍繞坑槽的三維建模及修補(bǔ)過程檢測系統(tǒng)展開。首先,論文論述了Kinect相機(jī)的深度測距原理與相機(jī)坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,使用張正友標(biāo)定方法及Matlab標(biāo)定工具箱完成了相機(jī)參數(shù)標(biāo)定。其次,利用Kinect相機(jī)采集坑槽深度圖像,對坑槽深度圖像出現(xiàn)的噪聲及黑色孔洞等問題采用濾波及零像素替代法進(jìn)行修復(fù)處理,而后利用采集到的其他深度圖像對此處理效果進(jìn)行驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果表明此圖像修復(fù)方法效果良好。然后,為了更準(zhǔn)確的完成建模,將之前修復(fù)的圖像利用增強(qiáng)對比度等一系列步驟進(jìn)行分割,得到可以將坑槽與背景區(qū)分開的二值化掩膜圖像。為了完成實(shí)際坐標(biāo)系下的坑槽圖像建模,確立了坑槽三維坐標(biāo)的計(jì)算方法。隨后在Matlab中利用坑槽三維點(diǎn)坐標(biāo)建立了坑槽的三維可視化模型。為了掌握坑槽的參數(shù)化信息,計(jì)算得到了坑槽體積、表面積等參數(shù)。還通過實(shí)際測量與軟件計(jì)算得到的參數(shù)進(jìn)行對比,分析了重建坑槽模型的參數(shù)精度。最后,在實(shí)驗(yàn)平臺上進(jìn)行了坑槽修補(bǔ)試驗(yàn),在修補(bǔ)過程中采集了時間序列深度圖像。通過Matlab圖形用戶界面設(shè)計(jì)了圖像與參數(shù)更新顯示的可視化界面,此界面可以讀取坑槽修補(bǔ)過程的圖像序列并計(jì)算體積等各個參數(shù)信息。界面對圖像的處理速度為每秒三幅。
【學(xué)位單位】:長安大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位年份】:2018
【中圖分類】:U418.6
【部分圖文】:

結(jié)構(gòu)圖,外觀,結(jié)構(gòu)圖,深度圖像


Kinect相機(jī)的技術(shù)應(yīng)用范圍就擴(kuò)展到了各個行。而且此公司并行開發(fā)了Kinect for Windows,使得更多應(yīng)用范圍,從而改變許多機(jī)器的工作方式,為機(jī)械的智活中使得對于很多東西的感知由原先的二維形式變成三維Kinect v2出現(xiàn),Kinect v2作用與Kinect v1相同,都是用重建。Kinect v2深度圖像相機(jī)的處理器芯片是TSMC 0t v1相比有很多巨大改變,這也使得其可以應(yīng)用到更多的觀及整體結(jié)構(gòu)分布如圖2.1所示,它分為聲音控制系統(tǒng)和制系統(tǒng)主要包括四元線性麥克風(fēng)陣列,用于對聲音的采攝像機(jī)、彩色圖像攝像機(jī)、紅外線投影機(jī)組成。紅外線深度圖像攝像機(jī)用于拍攝深度圖像,從深度圖像可以讀后續(xù)的三維模型重建。彩色圖像攝像機(jī)相機(jī)用于拍攝一常攝像機(jī)。深度相機(jī)與彩色相機(jī)的圖像采集速率均為每

飛行時間技術(shù),基本原理,飛行時間


三維空間信息。這種方法給立體匹配提供了更多特征,ct v1 的深度相機(jī)也采用了此種原理。間技術(shù)的原理是給目標(biāo)物體發(fā)射連續(xù)的光脈沖作為信號光脈沖信息。通過計(jì)算光脈沖的飛行時間來計(jì)算物體與使用的就是飛行時間原理[41]。 深度測距原理v2 是采用飛行時間原理進(jìn)行測距的,飛行時間測距技。單點(diǎn)測距技術(shù)每次只能測量一個點(diǎn)的距離,對于要來說必須使用多點(diǎn)測距技術(shù)。飛行時間技術(shù)的基本原理直觀解釋了飛行時間的基本原理。間(Time of Flight)技術(shù)可以根據(jù)原理分為脈沖調(diào)制度相機(jī)采用連續(xù)波調(diào)制方法。

示意圖,正弦波調(diào)制,測量方法,示意圖


圖 2.3 連續(xù)正弦波調(diào)制測量方法示意圖波的典型代表,下文中利用此種信號波作為發(fā)射信下列的公式推導(dǎo)中,s(t)代表發(fā)射端正弦信號,其頻式(2.1)所示,經(jīng)過延時△t 后接收到的信號為接收 的振幅為 A,強(qiáng)度偏移(由環(huán)境光引起)為 B,采的數(shù)值時,可以利用公式(2.4)表示接受信號的值。射端和接收端信號的相位偏移△φ,其表示如公式機(jī)的距離 d,如公式(2.6)所示,其中 c 表示光線在空端信號 s(t)衰減后的振幅 A 的計(jì)算結(jié)果。公式(2.8果,B 的大小反映了環(huán)境光的影響。A 和 B 的值可機(jī)的測量精度。此精度的方差可以用公式(2.9)近似 ( ) ( ( ))
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號:2873220

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