隨著測量技術(shù)和計(jì)算機(jī)的發(fā)展,三維測量逐漸成為計(jì)算機(jī)視覺的一個(gè)重要研究領(lǐng)域。通過三維測量技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)文物保護(hù)、人臉檢測、工業(yè)檢測以及智能制造。結(jié)構(gòu)光測量因與被測目標(biāo)不直接接觸,具有精度高、速度快等優(yōu)點(diǎn),成為了目前主流的三維測量方法。本文針對現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)標(biāo)定精度不高的問題,以結(jié)構(gòu)簡潔、緊湊的單目結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)為基礎(chǔ),對影響測量精度的棋盤格標(biāo)定板圖像角點(diǎn)的提取方法、相機(jī)以及系統(tǒng)的標(biāo)定方法進(jìn)行了研究。首先,在深入調(diào)研了結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)中相機(jī)標(biāo)定和系統(tǒng)標(biāo)定方法的基礎(chǔ)上,根據(jù)各坐標(biāo)系間的關(guān)系及相機(jī)標(biāo)定的原理,分析了相機(jī)的數(shù)字成像模型和畸變模型。將投影儀成像模型視為逆向的相機(jī)成像模型,建立了相機(jī)與投影儀相結(jié)合的系統(tǒng)測量模型,為相機(jī)和投影儀以及系統(tǒng)的標(biāo)定奠定了理論基礎(chǔ)。接著,將相機(jī)獲取的棋盤格標(biāo)定板圖像角點(diǎn)的二維像素坐標(biāo)與世界坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)聯(lián)系在一起,重點(diǎn)研究了棋盤格標(biāo)定板圖像角點(diǎn)的提取方法。詳細(xì)分析了Bouguet亞像素級角點(diǎn)提取算法的原理和提取流程,針對其在較差的光照條件和較大的鏡頭大畸變下存在的不足,提出了基于角點(diǎn)灰度分布特征的棋盤格角點(diǎn)提取算法。通過棋盤格標(biāo)定板圖像的對比實(shí)驗(yàn),分析了所提算法在魯... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所)四川省

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

三豐CRSTA-ApexV9106三坐標(biāo)測量機(jī)

單目結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)中標(biāo)定方法研究2圖1.1三豐CRSTA-ApexV9106三坐標(biāo)測量機(jī)Figure1.1CRSTA-ApexV9106three-coordinatemeasuringmachineofMitutoyo國內(nèi)青島雷頓、西安愛德華（AEH）等公司也都擁有高精度三維坐標(biāo)測量機(jī)的產(chǎn)品。如圖1.2所示為西安愛德華Daisy系列高精度移動(dòng)橋式三維坐標(biāo)測量機(jī)，其測量誤差為(1.3+L/300)mm，測量范圍為600mm*800mm*600mm。圖1.2西安愛德華Daisy系列三坐標(biāo)測量機(jī)Figure1.2Thedaisyseriesthree-corrdinatemeasuringmachineofAEH

單目結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)中標(biāo)定方法研究4激光三角法測量速度得到了極大的提升，但視場有限，受環(huán)境光影響大。結(jié)構(gòu)光法首先通過投影儀投射已編碼的結(jié)構(gòu)光圖像到被測目標(biāo)的表面，然后采用相機(jī)獲取經(jīng)待測目標(biāo)面形調(diào)制的結(jié)構(gòu)光圖像，最終通過對相機(jī)采集獲取的變形的結(jié)構(gòu)光圖像進(jìn)行解碼并利用光學(xué)三角法原理求解出待測目標(biāo)的表面三維信息。如圖1.3所示是結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分布，它需要最少一幅圖像就能獲取待測目標(biāo)表面信息。結(jié)構(gòu)光法因結(jié)構(gòu)簡單、精度高、分辨率高、測量速度快而被廣泛的應(yīng)用于三維測量，也是本論文研究采用的基本方法。圖1.3結(jié)構(gòu)光系統(tǒng)分布Figure1.3Thedistributionofstructuredlightsystems1.3結(jié)構(gòu)光國內(nèi)外研究及儀器發(fā)展現(xiàn)狀自Will和Penningtond[25]在上世紀(jì)70年代首次提出將結(jié)構(gòu)光應(yīng)用在物體三維測量中；Rioux等[26]將點(diǎn)結(jié)構(gòu)光投影技術(shù)應(yīng)用于三維測量；YShirai和MOshima等人[27]將線結(jié)構(gòu)光和步進(jìn)電機(jī)相結(jié)合的方式，通過掃描被測目標(biāo)表面進(jìn)行三維測量，提高了測量速度之后，結(jié)構(gòu)光測量技術(shù)便成為了光學(xué)三維測量領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[28]。大量的學(xué)者專家對結(jié)構(gòu)光技術(shù)開展了研究。由于結(jié)構(gòu)光測量的主要流程為獲取圖像、系統(tǒng)標(biāo)定、結(jié)構(gòu)光圖像編碼、結(jié)構(gòu)光圖像解碼和三維坐標(biāo)計(jì)算，并且結(jié)構(gòu)光圖像的解碼方法取決于編碼方法，因此對于它的研究集中在對投影結(jié)構(gòu)光

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于角點(diǎn)灰度分布特征的棋盤格角點(diǎn)檢測[J]. 伍明,伍俊龍,馬帥,楊康建,楊平.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2020(01)
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[3]基于圖像局部加權(quán)熵和自適應(yīng)閾值的角點(diǎn)檢測算法[J]. 王民,劉濤,贠衛(wèi)國.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2017(05)
[4]基于迭代校正的魚眼棋盤格圖像角點(diǎn)檢測[J]. 申夏晶,程夢嬌,肖江劍,宋文祥.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2016(09)
[5]對張正友相機(jī)標(biāo)定法的改進(jìn)研究[J]. 劉艷,李騰飛.  光學(xué)技術(shù). 2014(06)
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博士論文
[1]高精度雙目立體視覺測量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 崔恩坤.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2018
[2]高動(dòng)態(tài)范圍光亮表面的結(jié)構(gòu)光三維形貌測量方法研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 林輝.廣東工業(yè)大學(xué) 2017

碩士論文
[1]面結(jié)構(gòu)光三維測量系統(tǒng)標(biāo)定方法研究[D]. 潘志鵬.電子科技大學(xué) 2018
[2]大尺寸雙目立體視覺測量技術(shù)[D]. 褚馨澤.吉林大學(xué) 2017
[3]單目結(jié)構(gòu)光三維視覺測量系統(tǒng)研究[D]. 胡華虎.湖南大學(xué) 2017
[4]雙目三維測量系統(tǒng)的標(biāo)定與匹配方法研究[D]. 戴鮮強(qiáng).東南大學(xué) 2016
[5]高精度面結(jié)構(gòu)光三維測量方法研究[D]. 趙必玉.電子科技大學(xué) 2015
[6]基于雙目視覺的清潔機(jī)器人障礙檢測設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 鄧祥.東南大學(xué) 2015
[7]采用結(jié)構(gòu)光方法實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)目標(biāo)的三維輪廓重構(gòu)[D]. 薛信慶.大連理工大學(xué) 2010
[8]光柵投影三維物體測量與系統(tǒng)標(biāo)定[D]. 劉智.四川大學(xué) 2006
[9]動(dòng)態(tài)三維面形測量中相位展開問題的研究[D]. 陳鋒.四川大學(xué) 2005
[10]基于投影條紋的物體三維形貌精密測量方法的研究[D]. 李健兵.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2004



本文編號：2952064