在中國(guó)制造2025提出以后,智能制造得到廣泛重視。運(yùn)動(dòng)物體的六自由度位移測(cè)量技術(shù)是智能制造的重點(diǎn)研究方向之一。當(dāng)前六自由度測(cè)量方案主流為基于圖像的視覺測(cè)量。針對(duì)目前精度要求越來(lái)越高,目前視覺測(cè)量位移解算算法具有一定的局限性。為此,本文研究了基于動(dòng)態(tài)圖像信息的運(yùn)動(dòng)物體六自由度位移測(cè)量方法,開展了基于圖像特征點(diǎn)和基于圖像灰度值的位移測(cè)量方法等研究工作。圖像特征點(diǎn)代表了相應(yīng)的圖像信息,本文首先選擇了圖像特征點(diǎn)進(jìn)行六自由度位移測(cè)量。在眾多特征點(diǎn)中,棋盤格角點(diǎn)具有誤差較小、構(gòu)造簡(jiǎn)單、制作方便等優(yōu)點(diǎn)成為了首選。繼而根據(jù)相機(jī)的成像模型、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系等建立特征點(diǎn)圖像坐標(biāo)與六自由度位移之間的數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上,基于運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行高精度的線性化,采用順序求解法進(jìn)行迭代求解六自由度位移。同時(shí)本文也對(duì)基于特征點(diǎn)的位移測(cè)量算法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,從單自由度、三自由度、六自由度等方面驗(yàn)證了算法的精確性和有效性。最后搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明基于圖像特征點(diǎn)的六自由度位移測(cè)量系統(tǒng)的精確性和可行性。圖像特征點(diǎn)只占了圖像的一小部分,對(duì)圖像信息的利用有限。根據(jù)圖像灰度值來(lái)建立檢測(cè)模型則每個(gè)圖像點(diǎn)都可以建立相應(yīng)的測(cè)量方程,可以有效的利用所有的圖像信息。本文提出了基于圖像灰度值的位移測(cè)量方法,首先通過(guò)設(shè)計(jì)目標(biāo)物體來(lái)對(duì)圖像的灰度值進(jìn)行具體的規(guī)劃,根據(jù)相機(jī)模型、成像關(guān)系等建立了灰度值和六自由度位移之間的數(shù)學(xué)模型,采用順序求解法進(jìn)行位移解算。并對(duì)基于圖像灰度值的位移測(cè)量算法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,從單自由度、三自由度、六自由度等方面驗(yàn)證了算法的精確性和有效性。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于圖像灰度值的位移測(cè)量系統(tǒng)的可行性。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG806
【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 視覺測(cè)量概述
    1.3 視覺測(cè)量研究現(xiàn)狀
        1.3.1 單目視覺測(cè)量
        1.3.2 雙目視覺測(cè)量及多目視覺測(cè)量
    1.4 研究問題提出和本文研究?jī)?nèi)容
第2章 視覺位移測(cè)量基礎(chǔ)理論
    2.1 圖像采集
    2.2 圖像處理
        2.2.1 圖像預(yù)處理
        2.2.2 圖像特征提取
    2.3 模型建立
    2.4 位移解算
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于順序求解法的視覺位移測(cè)量
    3.1 順序求解法概述
    3.2 順序求解法原理
    3.3 基于順序求解法的視覺位移測(cè)量
        3.3.1 基于圖像特征點(diǎn)的測(cè)量系統(tǒng)
        3.3.2 基于圖像灰度值的測(cè)量系統(tǒng)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于圖像特征點(diǎn)的位移測(cè)量系統(tǒng)
    4.1 測(cè)量基本理論
    4.2 位移測(cè)量步驟
    4.3 仿真驗(yàn)證
        4.3.1 單自由度測(cè)量仿真驗(yàn)證
        4.3.2 三自由度測(cè)量仿真驗(yàn)證
        4.3.3 六自由度測(cè)量仿真驗(yàn)證
        4.3.4 高斯白噪聲仿真驗(yàn)證
        4.3.5 仿真結(jié)果小結(jié)
    4.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)介紹
        4.4.2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    4.5 本章小結(jié)
第5章 基于圖像灰度值的位移測(cè)量系統(tǒng)
    5.1 測(cè)量基本理論
    5.2 位移測(cè)量步驟
    5.3 仿真驗(yàn)證
        5.3.1 六自由度測(cè)量仿真驗(yàn)證
        5.3.2 高斯白噪聲三自由度測(cè)量仿真驗(yàn)證
        5.3.3 高斯白噪聲六自由度測(cè)量仿真驗(yàn)證
    5.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 論文的主要研究?jī)?nèi)容
    6.2 后續(xù)研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2827399