近年來,隨著機器視覺的飛速發(fā)展,工業(yè)測量對于精度的要求越來越高。傳統(tǒng)的測量儀器已經(jīng)不能滿足三維坐標采集的需要。結(jié)構(gòu)光視覺技術(shù)以其簡單、快速、準確等特點使其應(yīng)用在各個領(lǐng)域。結(jié)構(gòu)光視覺技術(shù)的最大優(yōu)勢在于它可以快速掃描被測物體并直接獲得高精度三維坐標數(shù)據(jù),而無需反射棱鏡。論文以鋼軌緊固件作為研究對象,深入探討了線結(jié)構(gòu)光三維重構(gòu)系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)。將現(xiàn)有的三維測量技術(shù)應(yīng)用到鐵路的實際工程背景中,實現(xiàn)了對鋼軌緊固件的重構(gòu)與定位。論文的主要工作如下:(1)對結(jié)構(gòu)光視覺技術(shù)的研究現(xiàn)狀以及線結(jié)構(gòu)光三維重構(gòu)系統(tǒng)原理進行詳細介紹。分析激光三角測量方法中直接型激光三角法與傾斜式激光三角測量方法的優(yōu)缺點,根據(jù)實際的應(yīng)用場景,最終選擇使用直接型激光三角測量法進行測量。(2)根據(jù)線結(jié)構(gòu)光傳感器的數(shù)學模型,建立圖像坐標系、攝像機坐標系以及世界坐標系。分析常用攝像機標定方法的優(yōu)缺點,并對張氏標定法的原理進行深入研究,結(jié)合系統(tǒng)實際實驗環(huán)境,最終使用張正友標定算法作為本系統(tǒng)的相機標定方法。(3)對光條紋中心線提取算法進行研究與探討,分別采用灰度重心法、極大值法與Hessian矩陣法進行實驗,分析比較三種提取算法的提取效果,最...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景和意義
    1.2 結(jié)構(gòu)光視覺技術(shù)概述
    1.3 結(jié)構(gòu)光視覺技術(shù)國內(nèi)外研究動態(tài)
    1.4 論文主要內(nèi)容
第2章 線結(jié)構(gòu)光重構(gòu)系統(tǒng)基本原理
    2.1 線結(jié)構(gòu)光重構(gòu)系統(tǒng)測量原理
        2.1.1 線結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)原理
        2.1.2 激光三角法測量原理
    2.2 常用坐標系與系統(tǒng)標定模型
        2.2.1 常用坐標系及其轉(zhuǎn)換
        2.2.2 攝像機數(shù)學模型
        2.2.3 光平面標定的數(shù)學模型
    2.3 本章小結(jié)
第3章 線結(jié)構(gòu)光重構(gòu)系統(tǒng)的標定
    3.1 攝像機的標定
        3.1.1 常用的攝像機標定方法
        3.1.2 張正友標定方法原理
        3.1.3 攝像機標定實驗與結(jié)果分析
    3.2 結(jié)構(gòu)光平面的標定
        3.2.1 常用的結(jié)構(gòu)光平面標定方法
        3.2.2 基于移動靶標的光平面標定原理
        3.2.3 結(jié)構(gòu)光平面標定實驗與結(jié)果分析
    3.3 本章小結(jié)
第4章 緊固件表面三維重構(gòu)及圓心定位
    4.1 光條紋中線提取
        4.1.1 常用的光條中線提取方法
        4.1.2 光條中心提取實驗
    4.2 緊固件表面三維重構(gòu)
        4.2.1 攝像機運動信息分析
        4.2.2 緊固件三維重構(gòu)實驗
    4.3 緊固件圓心定位
        4.3.1 圓擬合的基本原理
        4.3.2 誤差評價標準
        4.3.3 常用的圓擬合方法
        4.3.4 圓心擬合實驗及結(jié)果分析
        4.3.5 定位誤差分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 鋼軌緊固件定位系統(tǒng)的設(shè)計
    5.1 系統(tǒng)總體設(shè)計與組成
        5.1.1 系統(tǒng)整體設(shè)計
        5.1.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
        5.1.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
    5.2 定位系統(tǒng)實驗環(huán)境與測試流程
        5.2.1 實驗平臺構(gòu)建
        5.2.2 實驗平臺軟件設(shè)計
        5.2.3 系統(tǒng)測試流程
    5.3 系統(tǒng)的特點與性能分析
        5.3.1 定位系統(tǒng)的特點
        5.3.2 定位系統(tǒng)的性能分析
    5.4 本章小結(jié)
總結(jié)和展望
    1、總結(jié)
    2、展望
參考文獻
攻讀碩士期間獲得的研究成果
致謝



本文編號：3917289