體視顯微鏡得益于其高放大倍數(shù)、可變焦等優(yōu)點(diǎn),被越來越廣泛的應(yīng)用在三維測量領(lǐng)域。使用顯微測量系統(tǒng)對(duì)被測物體進(jìn)行三維重構(gòu)需要經(jīng)歷兩個(gè)步驟:系統(tǒng)標(biāo)定和特征點(diǎn)匹配,其中系統(tǒng)標(biāo)定是三維重構(gòu)的重要前提。然而,較短的景深限制了顯微測量系統(tǒng)拍攝到具有足夠傾斜角的圖片,導(dǎo)致大部分傳統(tǒng)標(biāo)定算法無法使用。針對(duì)顯微成像系統(tǒng)的這類特性,本文展開了以下相關(guān)研究:（1）提出了一種基于放大率的單目顯微成像系統(tǒng)的標(biāo)定算法。在小景深顯微測量系統(tǒng)中,為了拍攝到清晰的圖片以供計(jì)算機(jī)標(biāo)定,必須使標(biāo)定物和顯微鏡物鏡的夾角盡量小。在這種條件下,本文提出了一種精確計(jì)算系統(tǒng)放大率的方法,并將放大率用于計(jì)算系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)角、物距和像距,最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的標(biāo)定,因?yàn)橄到y(tǒng)放大率的不變性,以此為基礎(chǔ)的標(biāo)定算法既穩(wěn)定又準(zhǔn)確。此外,為了解決從單幅圖上無法得到系統(tǒng)的焦距信息的問題,引入了基于凸透鏡成像定理的放大倍數(shù)法。通過仿真我們具體分析了本方法的誤差范圍,通過重構(gòu)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本算法在標(biāo)定時(shí)的精確性。本文提出的這一單目顯微成像系統(tǒng)標(biāo)定算法適用于可變焦顯微測量系統(tǒng),并且只需要拍攝一張標(biāo)定板圖片。（2）提出了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的雙目顯微測量系統(tǒng)的標(biāo)定方法,并針... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

光柵投影雙目顯微系統(tǒng)

第二章光柵投影雙目顯微系統(tǒng)模型7如圖2-1所示，顯微鏡由變倍透鏡模組和棱鏡組構(gòu)成，其中變倍透鏡組能夠?qū)⑽矬w圖像放大，棱鏡組用來改變顯微鏡成像方向。將相機(jī)、投影儀分別安裝在顯微鏡的左右目鏡桶上，就構(gòu)成了光柵投影雙目顯微系統(tǒng)。通過顯微鏡，相機(jī)能夠拍攝到物體放大的圖像，投影儀能夠?qū)⒐鈻趴s小投射到物體表面。顯微鏡內(nèi)部的棱鏡組沒有匯聚光線的作用，因而顯微鏡可以被簡化為一個(gè)擁有很高放大倍數(shù)的凸透鏡[42]，以凸透鏡為鏡頭的相機(jī)模型可以用針孔模型來描述。針孔模型是理想的相機(jī)模型，其結(jié)構(gòu)如圖2-2所示，模型中一共有4個(gè)坐標(biāo)系：世界坐標(biāo)系()，這個(gè)坐標(biāo)系是用來指示物體的真實(shí)坐標(biāo)，可以處于任意位置；相機(jī)坐標(biāo)系()，這個(gè)坐標(biāo)系的軸和相機(jī)主光軸重合；成像面坐標(biāo)系()，物體透過相機(jī)鏡頭所成的圖像就處于這個(gè)坐標(biāo)系，是二維的；像素坐標(biāo)系()，這個(gè)坐標(biāo)系指示成像面坐標(biāo)系上每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的像素坐標(biāo)，最小單位是1像素。相機(jī)成像面坐標(biāo)系和像素坐標(biāo)系處于同一個(gè)平面的不同位置。圖2-2針孔模型示意圖世界坐標(biāo)系和相機(jī)坐標(biāo)系之間的幾何關(guān)系可以表示成式（2-1）的形式{[]=[]+=[00001][00100][10000]=[]，（2-1）其中和分別代表旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣。相機(jī)坐標(biāo)系中的點(diǎn)，投影到成像面坐標(biāo)系上，其坐標(biāo)可以表示為式（2-2）

第二章光柵投影雙目顯微系統(tǒng)模型9圖2-3光柵投影雙目測量系統(tǒng)示意圖投影儀投射到物體上的正弦光柵如圖2-4所示，條紋是周期循環(huán)分布的，在條紋圖的每個(gè)周期內(nèi)，每個(gè)點(diǎn)的相位都唯一，在整張條紋圖上，每個(gè)周期次序唯一，所以每個(gè)點(diǎn)的絕對(duì)相位坐標(biāo)值唯一。橫縱各投射一幅條紋圖，任意點(diǎn)處灰度值可以表現(xiàn)為=′′(,)cos[()]255（2-6）=′′(,)cos[()]255，（2-7）其中′′(,)、、、、分別代表調(diào)制度、起始相位、終止相位、DMD芯片寬度和高度，其中(,)代表投影儀DMD芯片上的像素坐標(biāo)值，[()，()]代表?xiàng)l紋圖上的每個(gè)點(diǎn)的絕對(duì)相位值。條紋圖被投射到物體上并被相機(jī)捕捉，以灰度為媒介，從相機(jī)捕捉到的圖片上分析每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的絕對(duì)相位，通過每個(gè)點(diǎn)的絕對(duì)相位即可得到投影儀“拍攝”到的物體的圖像坐標(biāo)。圖2-4正弦光柵匹配的過程如圖2-5所示。先拍攝一幅沒有投射光柵的物體圖像，然后投影儀將編碼光柵投射在物體上，光柵因?yàn)槲矬w表面形貌而產(chǎn)生形變。通過分析灰度解出圖片上每


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