近年來,隨著各種測量技術的不斷發(fā)展,光學測量在各個領域的應用也越來越廣泛。數(shù)字圖像相關方法是一種基于物體表面圖像相關計算的光學測量方法,具有非接觸、全場測量以及對測量環(huán)境要求低等優(yōu)點。三維數(shù)字圖像相關方法通過使用雙相機或多相機測量系統(tǒng)完成被測物體的三維信息測量,可以實現(xiàn)物體面內(nèi)、面外位移和變形的測量并重建出被測物體表面的三維形貌。該方法可廣泛應用于機械、制造、材料、航空航天以及國防等領域。本文研究了基于數(shù)字圖像相關方法的雙目視覺測量系統(tǒng),包括測量系統(tǒng)的標定算法、圖像相關匹配算法的研究與改進,相關軟件的編寫及實驗。主要研究工作如下:分析研究了雙目視覺測量系統(tǒng)的成像原理、相機成像模型及成像過程中各個坐標系之間的相互轉(zhuǎn)換關系。分析了測量系統(tǒng)標定的基本原理,包括角點檢測、亞像素修正、篩選、排序算法并利用角點坐標計算測量系統(tǒng)內(nèi)、外參數(shù)。提出了一種基于Harris角點檢測算法的改進算法,解決了傳統(tǒng)Harris算法需要手動選擇合適閾的問題,并且實現(xiàn)了角點的自動檢測。分析研究了幾種整像素和亞像素的相關計算算法,對比其測量精度和速度。在爬山法的基礎上做出改進,采用極坐標系下的圓形模板代替?zhèn)鹘y(tǒng)的矩形模板,... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 發(fā)展狀況及應用
        1.2.1 國外發(fā)展狀況
        1.2.2 國內(nèi)發(fā)展狀況
        1.2.3 數(shù)字圖像相關方法的應用
    1.3 課題來源及主要研究內(nèi)容
        1.3.1 課題來源
        1.3.2 主要研究內(nèi)容
第二章 雙目視覺測量原理及系統(tǒng)標定研究
    2.1 相機成像模型
        2.1.1 參考坐標系
        2.1.2 相機成像數(shù)學模型
        2.1.3 雙目視覺測量系統(tǒng)數(shù)學模型
    2.2 測量系統(tǒng)標定研究
        2.2.1 張氏平面標定法基本原理
        2.2.2 Harris角點檢測方法及其改進
    2.3 標定實驗及結果分析
        2.3.1 改進的角點檢測及排序結果
        2.3.2 雙相機內(nèi)、外參數(shù)計算
        2.3.3 標定精度分析
    2.4 本章小節(jié)
第三章 數(shù)字圖像相關方法及其相關計算研究
    3.1 三維數(shù)字圖像相關方法理論研究
        3.1.1 三維數(shù)字圖像相關匹配方法
        3.1.2 數(shù)字圖像相關方法基本原理
        3.1.3 三維坐標求取方法
    3.2 整像素匹配算法
        3.2.1 十字搜索法和爬山搜索法
        3.2.2 粒子群搜索法
        3.2.3 改進的整像素匹配算法
        3.2.4 整像素方法對比與分析
    3.3 亞像素定位算法
        3.3.1 曲面擬合法
        3.3.2 牛頓-拉斐遜偏微分修正方法
        3.3.3 反向組合方法
        3.3.4 亞像素方法對比與分析
    3.4 本章小節(jié)
第四章 實驗測試與分析
    4.1 雙目視覺測量系統(tǒng)組建
    4.2 復雜表面三維形貌重建實驗
    4.3 剛體位移測量實驗
    4.4 模擬剛體旋轉(zhuǎn)測量實驗
    4.5 實驗誤差來源分析
    4.6 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 研究工作總結
    5.2 工作展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間的學術活動及成果情況



本文編號：3150581