【摘要】：在大尺寸工業(yè)制造業(yè)中,多視覺(jué)組網(wǎng)測(cè)量技術(shù)發(fā)展成為一種三維形貌測(cè)量的有效手段。但是在測(cè)量過(guò)程中,該技術(shù)多以測(cè)量精度作為主要考慮對(duì)象,忽略了測(cè)量覆蓋率對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的影響,會(huì)導(dǎo)致無(wú)法重構(gòu)測(cè)量對(duì)象的完整形貌,因此針對(duì)三維形貌測(cè)量中的高覆蓋率與高精度的要求,本文提出一種兼顧測(cè)量覆蓋率與三維不確定度的智能組網(wǎng)規(guī)劃方法,研究了三維形貌測(cè)量中的多視覺(jué)規(guī)劃問(wèn)題,并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的測(cè)量網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃算法。首先,對(duì)三維視覺(jué)測(cè)量原理及方法進(jìn)行分析與研究,分析了攝像機(jī)的線性針孔原理模型和非線性投影的原理模型,針對(duì)雙目立體視覺(jué)系統(tǒng),研究三大坐標(biāo)系之間的矩陣轉(zhuǎn)換關(guān)系,建立雙目立體視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)和多視覺(jué)測(cè)量網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)模型,為后續(xù)章節(jié)的多視覺(jué)測(cè)量網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃提供了理論基礎(chǔ)。然后,結(jié)合多視覺(jué)測(cè)量網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的需求,分別給出測(cè)量網(wǎng)絡(luò)覆蓋率與三維不確定度作為兩個(gè)規(guī)劃目標(biāo),設(shè)計(jì)了視覺(jué)測(cè)量網(wǎng)絡(luò)離散化模型,確定并考慮多視覺(jué)測(cè)量網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的決策變量與可見(jiàn)性等約束條件,建立多視覺(jué)測(cè)量網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型,應(yīng)用多目標(biāo)遺傳算法對(duì)組網(wǎng)規(guī)劃問(wèn)題實(shí)施求解。設(shè)計(jì)了遺傳算法中的編碼與種群處理方法、適應(yīng)度函數(shù)和遺傳算子,結(jié)合理論分析,以螺旋槳上端主體結(jié)構(gòu)模型為例實(shí)施仿真實(shí)驗(yàn),得出一組滿足規(guī)劃要求的解,其中測(cè)量網(wǎng)絡(luò)覆蓋率可以達(dá)到99.72%,三維不確定度可以收斂到0.0326mm,通過(guò)單視覺(jué)多站式測(cè)量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該策略的有效性和可行性。最后,將多視覺(jué)測(cè)量網(wǎng)絡(luò)拆分為多組雙目立體視覺(jué)測(cè)量單元,由雙目視覺(jué)測(cè)量單元作為測(cè)量網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn),建立了測(cè)量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)位姿參數(shù)的數(shù)學(xué)模型,系統(tǒng)的分析了投影角、光軸與基線夾角、焦距及基線距對(duì)系統(tǒng)測(cè)量精度的影響分布,從而得出測(cè)量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)位姿參數(shù)的最優(yōu)取值范圍,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論分析的準(zhǔn)確性。本文從視覺(jué)測(cè)量網(wǎng)絡(luò)的智能性出發(fā),設(shè)計(jì)了一種多視覺(jué)測(cè)量網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃策略,研究?jī)?nèi)容為多視覺(jué)測(cè)量組網(wǎng)技術(shù)提供了理論與技術(shù)支持。
【圖文】：

究背景和意義大型裝備制造已經(jīng)逐步成為工業(yè)重要發(fā)展方向，大科學(xué)領(lǐng)域稱為工業(yè)測(cè)量。隨著制造業(yè)向自動(dòng)化方向了高效率、大范圍及高精度的要求，而傳統(tǒng)的測(cè)量量機(jī)等測(cè)量方法均無(wú)法滿足新時(shí)期的測(cè)量要求，在技術(shù)得到快速而又蓬勃的發(fā)展，所謂三維視覺(jué)測(cè)量獲取測(cè)量目標(biāo)物體的圖像信息，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)最終獲得測(cè)量目標(biāo)的形狀、位置、姿態(tài)、運(yùn)功等幾釋和描述的目的[1,2]。機(jī)視覺(jué)技術(shù)的日益發(fā)展，立體視覺(jué)測(cè)量技術(shù)作為其地應(yīng)用到實(shí)際工業(yè)三維測(cè)量環(huán)境中[3]。立體視覺(jué)測(cè)方位上放置視覺(jué)傳感器，對(duì)待測(cè)物體實(shí)施不同方位配及三維重建等技術(shù)實(shí)現(xiàn)測(cè)量目標(biāo)的三維測(cè)量，該性等特點(diǎn)，并適用于現(xiàn)階段的工業(yè)裝備測(cè)量[4]。隨的提出，，逐步發(fā)展出了移動(dòng)式視覺(jué)測(cè)量等方法，如測(cè)量技術(shù)[5,6]。

圖 1-2 德國(guó) AICON 公司的 DPA-Pro 測(cè)量系統(tǒng)PA-Pro measuring system developed by Germany AICON司研制了數(shù)字近景攝影三坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng) V-STA同測(cè)量環(huán)境、測(cè)量速度與測(cè)量精度的要求。該的定焦 INCA3 智能相機(jī)作為攝像采集裝置，件、定向棒、基準(zhǔn)尺及反光標(biāo)志點(diǎn)等附件實(shí)施以到達(dá) 1/20 萬(wàn)）、測(cè)量速度高及智能化程度高onor 公司研發(fā)了一種名稱為“Solo”的三維光學(xué)相機(jī)、計(jì)算機(jī)、測(cè)量光筆及三腳架等設(shè)備組成，可以實(shí)現(xiàn) 30m 的精準(zhǔn)測(cè)量，10mm 范圍內(nèi)的用于汽車生產(chǎn)線上的幾何在線測(cè)量，大型裝備究現(xiàn)狀測(cè)量系統(tǒng)方面的研究與發(fā)展相對(duì)于國(guó)外較晚，成果日益增多，使得視覺(jué)測(cè)量技術(shù)進(jìn)入一個(gè)全
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG806

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2600030