本文關(guān)鍵詞：基于立體視覺的零件三維尺寸測量

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【摘要】：近年立體視覺技術(shù)的研究得到了不斷發(fā)展,其中基于雙目立體視覺的三維測量技術(shù)已經(jīng)運用到了工件尺寸測量和智能避障等領(lǐng)域中。相比較傳統(tǒng)視覺測量技術(shù),立體視覺技術(shù)具有測量精度高和運算速度快等優(yōu)勢。國外在立體視覺領(lǐng)域的研究上已經(jīng)取得了長足的突破,而國內(nèi)對該領(lǐng)域的研究還處于比較初級的階段。因此,本課題以雙目立體視覺系統(tǒng)為研究對象,深入研究了基于雙目立體視覺測量的理論難點,主要包括攝像機的標定、圖像預(yù)處理、極限校正、立體匹配和三維重建等若干問題。本文旨在通過研究這些難點解決現(xiàn)存的不足,并建立一個能夠?qū)α慵M行有效測量的雙目立體視覺系統(tǒng)。本文主要工作內(nèi)容如下:1.攝像機標定:詳解研究了雙目立體攝像機標定的原理方法和理論模型,分析各類方法的優(yōu)缺點并選取了一種最適合本課題的方法。接著完成了基于Matlab視覺標定箱的攝像機內(nèi)外參數(shù)標定工作,同時進行了誤差分析改進,提高了標定的準確性。2.圖像的預(yù)處理:重點研究了幾種常用的圖像處理方法,進行實驗對比選取了最適合的一種方法。同時本文研究了極線校正的原理方法,并進行了極線校正實驗。分析驗證了經(jīng)過校正后的圖像所受畸變、光線和位置等干擾因素的影響明顯減弱,從而降低了后續(xù)立體匹配的工作難度,提高了運算速度。3.立體匹配:介紹了立體匹配的工作原理,并研究了基本單元和約束條件的選取方法。通過對立體視覺匹配原理的分析研究,本文建立了一種有效的雙目立體視覺模型,并進行了圖像的立體匹配實驗。4.三維重建:本文建立了世界坐標系和圖像坐標系的轉(zhuǎn)換關(guān)系矩陣,推導(dǎo)出實際點的三維坐標計算公式。進而通過獲得零件特征點的三維坐標信息,求解出目標零件的三維尺寸信息,完成三維重建工作。綜上所述,本文以上述理論研究成果為基礎(chǔ),編寫了相關(guān)的特征點和立體匹配算法,運用Matlab編程實現(xiàn)了雙目立體視覺測量系統(tǒng)的開發(fā)工作。通過實驗結(jié)果證明,該套系統(tǒng)能夠有效的對零件進行三維尺寸測量工作。
【關(guān)鍵詞】：雙目立體視覺 攝像機標定 立體匹配 三維重建
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG806
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 課題來源與研究意義9-10
• 1.1.1 課題來源與背景9-10
• 1.1.2 課題的研究目的和意義10
• 1.2 雙目立體視覺測量的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢10-15
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 未來發(fā)展趨勢14-15
• 1.3 本課題主要研究內(nèi)容15-19
• 1.3.1 關(guān)鍵技術(shù)研究綜述15-16
• 1.3.2 主要研究方法和技術(shù)路線16-19
• 第二章 雙目立體攝像機標定19-31
• 2.1 引言19-20
• 2.2 攝像機模型20-26
• 2.2.1 透視模型20-21
• 2.2.2 圖像坐標系與世界坐標系21-24
• 2.2.3 雙目標定系統(tǒng)投影矩陣轉(zhuǎn)換24-25
• 2.2.4 雙目立體系統(tǒng)投影矩陣求解25-26
• 2.3 標定實驗及數(shù)據(jù)分析26-30
• 2.3.1 雙目攝像頭和實驗標定板選用27
• 2.3.2 Matlab工具箱27-28
• 2.3.3 標定圖片讀取28
• 2.3.4 單目標定28
• 2.3.5 立體標定28-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 圖像預(yù)處理31-39
• 3.1 圖像濾波與灰度化處理31-34
• 3.1.1 均值濾波31
• 3.1.2 中值濾波31-32
• 3.1.3 高斯濾波32-33
• 3.1.4 圖像灰度化處理33-34
• 3.2 極線校正34-36
• 3.2.1 極線校正原理34-35
• 3.2.2 極線校正算法及實驗35-36
• 3.3 本章小結(jié)36-39
• 第四章 基于雙目立體攝像機的立體匹配39-51
• 4.1 匹配單元的選取40
• 4.2 雙目攝像機立體匹配40-50
• 4.2.1 雙目立體匹配約束條件40-41
• 4.2.2 雙目立體匹配原理41-43
• 4.2.3 SIFT立體匹配方法43-47
• 4.2.4 立體匹配實驗47-50
• 4.3 本章小結(jié)50-51
• 第五章 雙目立體測量的三維重建51-59
• 5.1 特征點的世界三維坐標重建方法51-52
• 5.2 空間三維坐標測量實驗52-57
• 5.3 本章小結(jié)57-59
• 第六章 總結(jié)與展望59-61
• 6.1 全文總結(jié)59
• 6.2 未來展望59-61
• 參考文獻61-65
• 附錄65-70
• 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果70-71
• 致謝71

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1 邢秀庭;潘倫典;;鐵路機車乘務(wù)員立體視覺功能職業(yè)體檢標準的研究[J];鐵道勞動安全衛(wèi)生與環(huán)保;1989年02期

2 周慧英;邢秀庭;;立體視覺及其在職業(yè)體檢應(yīng)用中的前景[J];鐵道勞動安全衛(wèi)生與環(huán)保;1991年03期

3 楊曉波;計算機立體視覺技術(shù)及其在紡織業(yè)中的應(yīng)用[J];上海紡織科技;2001年02期

4 邢秀庭;;視作業(yè)環(huán)境對機車乘務(wù)員立體視覺影響因素的調(diào)查[J];鐵道勞動衛(wèi)生通訊;1984年04期

5 譚洪;張寶琦;曾玉蘭;雷煥琴;;機動車駕駛員立體視覺功能調(diào)查[J];鐵道勞動安全衛(wèi)生與環(huán)保;1987年01期

6 程曉英;立體視覺與勞動保護[J];工業(yè)安全與防塵;1994年12期

7 魏紅芹 ,于德弘;基于立體視覺的坐標網(wǎng)格分析法[J];塑性工程學(xué)報;2002年02期

8 劉瑞鑫;李立輕;汪軍;陳霞;;基于光度立體視覺的織物褶裥等級評定[J];東華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年01期

9 楊曉波,黃秀寶;基于光度立體視覺的起皺織物表面形態(tài)重建研究[J];東華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2002年02期

10 李曉星,康紹崢,周賢賓;立體視覺與空間編碼技術(shù)相結(jié)合的非接觸三維曲面測量系統(tǒng)[J];中國機械工程;2004年09期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王幼生;詹敏;代秋楠;;立體視覺的研究進展[A];第十二屆廣東省視光學(xué)學(xué)術(shù)會議專題講座、論文匯編[C];2009年

2 陸曉奮;;立體視覺技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展預(yù)測[A];中國圖象圖形學(xué)學(xué)會立體圖象技術(shù)專業(yè)委員會學(xué)術(shù)研討會論文集（第三期）[C];2009年

3 閻冰;趙占娟;遲洪華;;立體視覺及其影響因素[A];中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會第六次會員代表大會暨學(xué)術(shù)會議論文摘要匯編[C];2004年

4 任重;邵軍力;;三目立體視覺方法的研究[A];2001年中國智能自動化會議論文集（下冊）[C];2001年

5 靳波;葛霽光;;立體視覺深度刺激誘發(fā)認知響應(yīng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[A];中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會第六次會員代表大會暨學(xué)術(shù)會議論文摘要匯編[C];2004年

6 吳新年;汪云九;;立體視覺計算模型的惟一性約束[A];新世紀 新機遇 新挑戰(zhàn)——知識創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（上冊）[C];2001年

7 李德廣;李科杰;高麗麗;;基于多尺度多方向相位匹配的立體視覺方法[A];第二屆全國信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

8 趙虹;于海濱;劉濟林;;立體視覺技術(shù)在嵌入式客流統(tǒng)計系統(tǒng)中的應(yīng)用[A];全國第一屆嵌入式技術(shù)聯(lián)合學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

9 邱陽;白立芬;李慶祥;徐毓嫻;;基于邊緣和區(qū)域聯(lián)合匹配的立體視覺新方法[A];中國儀器儀表學(xué)會第三屆青年學(xué)術(shù)會議論文集（上）[C];2001年

10 胡志萍;歐宗瑛;李云峰;;海上工作平臺固定用導(dǎo)管架下水運動參數(shù)立體視覺測定[A];首屆信息獲取與處理學(xué)術(shù)會議論文集[C];2003年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 北京武警總隊醫(yī)院眼科 副主任醫(yī)師 陶海;立體視覺怎么檢查[N];家庭醫(yī)生報;2006年

2 ;八種立體視覺技術(shù)各有千秋[N];中國電子報;2009年

3 本報見習(xí)記者 唐聞佳;你有“《阿凡達》眩暈癥”嗎[N];文匯報;2010年

4 本報記者 楊明;市場潛力巨大 我國3D信息產(chǎn)業(yè)亟待需政策扶持[N];中國工業(yè)報;2010年

5 武警總醫(yī)院眼科淚器病中心主任 陶海;5種人不宜看3D電視[N];保健時報;2010年

6 本報記者 徐建華;我國3D產(chǎn)業(yè)亟須“健身”[N];中國質(zhì)量報;2010年

7 程曉寧;街畫風(fēng)行 幻景橫生[N];21世紀經(jīng)濟報道;2009年

8 王延文;細微之處保健康[N];中國老年報;2004年

9 武警總醫(yī)院眼科淚器病中心主任 陶海;看3D電影如何保護好眼睛[N];北京日報;2010年

10 錢 偉;淺色太陽鏡對健康更有益[N];大眾科技報;2005年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李輝;煤礦井下救災(zāi)機器人立體視覺導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2015年

2 謝利民;基于近場照明的光度立體視覺算法研究[D];華中科技大學(xué);2015年

3 丁菁汀;立體視覺在實際應(yīng)用中的若干問題研究[D];浙江大學(xué);2012年

4 林慧英;基于立體視覺的汽車車身與車軸位置偏差檢測系統(tǒng)的研究[D];吉林大學(xué);2008年

5 杜歆;用于導(dǎo)航的立體視覺系統(tǒng)[D];浙江大學(xué);2003年

6 侯建;月球車立體視覺與視覺導(dǎo)航方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

7 李戈;基于并行處理的機器人立體視覺伺服系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

8 劉歡;基于立體視覺的多氣囊柔性人體腹部重建研究[D];東華大學(xué);2014年

9 唐克倫;三坐標機與立體視覺的系統(tǒng)集成與信息融合的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2008年

10 陳華華;視覺導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)研究：立體視覺和路徑規(guī)劃[D];浙江大學(xué);2005年

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1 丁希斌;一種基于立體視覺的植物病斑定位獲取技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2015年

2 劉少強;基于立體視覺的三維重建方法研究[D];天津理工大學(xué);2015年

3 焦英魁;球面立體視覺三維重建技術(shù)研究[D];天津理工大學(xué);2015年

4 謝鵬;基于立體視覺的特征跟蹤方法研究[D];天津理工大學(xué);2015年

5 周鼎;基于立體視覺的非合作航天器相對狀態(tài)估計[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

6 張俊;基于多目立體視覺的真實人臉重建和測量系統(tǒng)的研究[D];電子科技大學(xué);2015年

7 李陽勤;基于DIBR虛擬視角映射的立體視覺調(diào)整技術(shù)[D];杭州電子科技大學(xué);2015年

8 汪婷;立體視覺顯著性計算模型的研究及應(yīng)用[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

9 蔣粉玲;基于LabVIEW的立體視覺控制系統(tǒng)設(shè)計[D];蘇州科技學(xué)院;2015年

10 劉新月;海報的立體視覺表現(xiàn)[D];吉林藝術(shù)學(xué)院;2015年

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本文編號：1003501