發(fā)布時(shí)間：2021-03-29 05:46

　　裂縫測(cè)量技術(shù)在公路橋梁、文物保護(hù)、工業(yè)生產(chǎn)等方面有重要應(yīng)用需求。然而很多情況下,目標(biāo)難以直接接觸,這對(duì)測(cè)量造成極大困難。此外,現(xiàn)有測(cè)量工具大多體積較大,不利于隨時(shí)隨地進(jìn)行測(cè)量。針對(duì)測(cè)量的便攜性和非接觸特點(diǎn),提出了一種基于平行激光的裂縫寬度測(cè)量視覺(jué)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)了平行激光器,利用手機(jī)計(jì)算平臺(tái)對(duì)裂縫寬度進(jìn)行測(cè)量,并對(duì)激光的平行度、拍攝傾角、拍攝距離等對(duì)測(cè)量誤差的影響做了分析。該測(cè)量系統(tǒng)無(wú)需激光測(cè)距儀和專用的計(jì)算設(shè)備,使得設(shè)備成本和體積大幅降低。研究表明所設(shè)計(jì)的便攜式視覺(jué)系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)裂縫寬度的高精度非接觸測(cè)量,所用手機(jī)和平行激光器在30 cm處測(cè)量精度為0.1 mm。 

【文章來(lái)源】：儀器儀表學(xué)報(bào). 2020,41(11)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

相機(jī)測(cè)量原理

在工業(yè)高精度測(cè)量中常采用物方遠(yuǎn)心鏡頭進(jìn)行測(cè)量,如圖2所示。物方遠(yuǎn)心鏡頭在像方焦平面放置光闌,當(dāng)物距發(fā)生改變時(shí),像高并不發(fā)生變化,即目標(biāo)尺寸測(cè)量并不發(fā)生改變。若鏡頭放大倍數(shù)為s,則目標(biāo)L=s×D。然而物方遠(yuǎn)心鏡頭測(cè)量范圍由鏡頭口徑?jīng)Q定,要測(cè)量較大目標(biāo),必須采用大口徑鏡頭,且其實(shí)際有效測(cè)量范圍由鏡頭參數(shù)決定,只在固定距離一個(gè)很小的范圍內(nèi)。遠(yuǎn)心盡頭本質(zhì)上是利用了平行光成像原理,從而降低了對(duì)拍攝距離H的要求。這為本文提出的平行激光進(jìn)行測(cè)量提供了啟發(fā)。

相機(jī)本身能夠?qū)崿F(xiàn)高精度角度測(cè)量,將其用于尺寸測(cè)量的關(guān)鍵在于尺寸基準(zhǔn)的選取。上述方法均以拍攝距離作為測(cè)量基準(zhǔn)。本文提出一種基于平行激光的目標(biāo)尺寸測(cè)量方法,以激光束中心間距作為測(cè)量基準(zhǔn),測(cè)量原理如圖3所示。平行激光光軸中心相鄰間距為D,平行激光與被測(cè)表面正對(duì)拍攝圖像,激光光斑在圖像中的像素間距為Px,則目標(biāo)平面每個(gè)像素對(duì)應(yīng)的實(shí)際尺寸dx=D/Px,若被測(cè)目標(biāo)占像素個(gè)數(shù)為pn,則其尺寸為 L=dx×pn。如果不是正對(duì)拍攝,則可以通過(guò)激光光斑相鄰間距變化對(duì)裂縫寬度進(jìn)行修正。目標(biāo)尺寸只與平行激光器光斑中心距和圖像分辨率相關(guān),無(wú)需知道拍攝距離,焦距,CCD/CMOS面積等信息,測(cè)量過(guò)程只需要拍攝一張圖片,不需要有其他信息交互,這為采用手機(jī)作為測(cè)量計(jì)算平臺(tái)提供了極大的便利。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3107020