目前,三維掃描測(cè)頭和工業(yè)機(jī)器人已被集成應(yīng)用于汽車、航空、航天等領(lǐng)域中復(fù)雜曲面類零件和產(chǎn)品的在線檢測(cè),但由于依賴機(jī)器人本身的定位精度,難以實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量。為此,本文研究了一種基于立體視覺跟蹤三維掃描測(cè)頭位姿的方法,達(dá)到高精度測(cè)量的目的。本文搭建了測(cè)頭位姿跟蹤實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),并在模擬三維掃描測(cè)頭上粘貼編碼標(biāo)志點(diǎn),標(biāo)定好的工業(yè)相機(jī)連續(xù)同步采集運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下包含掃描測(cè)頭的紅外圖像,通過識(shí)別匹配圖像中的標(biāo)志點(diǎn)和基于立體視覺的三維重建算法,重建出測(cè)頭上標(biāo)志點(diǎn)的三維坐標(biāo),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)三維掃描測(cè)頭的位姿跟蹤。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）設(shè)計(jì)搭建掃描測(cè)頭跟蹤實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。在模擬三維掃描測(cè)頭上粘貼高反光標(biāo)志點(diǎn),并采用紅外光源,相機(jī)鏡頭裝配紅外濾光片,濾除圖像中大部分的背景噪聲。（2）工業(yè)相機(jī)的內(nèi)外參數(shù)標(biāo)定。采用張正友標(biāo)定法標(biāo)定工業(yè)相機(jī)的內(nèi)外參數(shù)和畸變系數(shù),進(jìn)而求解出投影矩陣。（3）圖像中標(biāo)志點(diǎn)識(shí)別和中心定位。因?yàn)閳A形標(biāo)志點(diǎn)經(jīng)投影變換后是橢圓,所以對(duì)于采集的紅外圖像,經(jīng)二值化和形態(tài)學(xué)腐蝕膨脹預(yù)處理后,利用橢圓擬合算法提取圖像中的橢圓并定位橢圓圓心。（4）設(shè)計(jì)一種標(biāo)志點(diǎn)編碼方案。為快速準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)標(biāo)志點(diǎn)匹配,設(shè)計(jì)了一種基于交比不... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 研究背景和意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 算法理論研究
        1.3.2 相關(guān)應(yīng)用研究
    1.4 OpenCV庫介紹
    1.5 研究主要內(nèi)容及安排
第二章 立體視覺理論基礎(chǔ)
    2.1 本章介紹
    2.2 相機(jī)成像
        2.2.1 參考坐標(biāo)系
        2.2.2 線性成像模型
        2.2.3 非線性成像模型
        2.2.4 對(duì)極幾何關(guān)系
    2.3 相機(jī)參數(shù)標(biāo)定
        2.3.1 標(biāo)定方法簡(jiǎn)述
        2.3.2 張正有標(biāo)定法
        2.3.3 標(biāo)定結(jié)果及畸變校正
    2.4 投影矩陣及三維坐標(biāo)求解
第三章 人工編碼標(biāo)志點(diǎn)識(shí)別與匹配
    3.1 本章介紹
    3.2 編碼標(biāo)志點(diǎn)的設(shè)計(jì)原則
    3.3 編碼標(biāo)志點(diǎn)的種類
        3.3.1 同心圓環(huán)型編碼標(biāo)志點(diǎn)
        3.3.2 點(diǎn)分布型編碼標(biāo)志點(diǎn)
    3.4 本文采取的編碼標(biāo)志點(diǎn)方案
        3.4.1 幾何不變性
        3.4.2 編碼標(biāo)志點(diǎn)圖案設(shè)計(jì)
    3.5 紅外圖像預(yù)處理
        3.5.1 圖像二值化
        3.5.2 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理
    3.6 標(biāo)志點(diǎn)的中心識(shí)別定位
        3.6.1 橢圓擬合
        3.6.2 標(biāo)志點(diǎn)中心定位
    3.7 圖像匹配
        3.7.1 圖像匹配簡(jiǎn)述
        3.7.2 SIFT和SURF匹配
        3.7.3 編碼標(biāo)志點(diǎn)的匹配算法
第四章 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及結(jié)果
    4.1 本章介紹
    4.2 OpenGL渲染介紹
    4.3 掃描測(cè)頭跟蹤實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
    4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    4.5 結(jié)果分析
        4.5.1 空間中兩點(diǎn)距離計(jì)算
        4.5.2 平面度誤差
        4.5.3 與DPA三維測(cè)量系統(tǒng)結(jié)果對(duì)比
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]我國工業(yè)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略[J]. 王田苗,陶永.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(09)
[2]大型復(fù)雜曲面產(chǎn)品近景工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)開發(fā)[J]. 張德海,梁晉,唐正宗,郭成,曹巨明,王歡.  光電工程. 2009(05)
[3]鏡頭畸變及其校正技術(shù)[J]. 朱錚濤,黎紹發(fā).  光學(xué)技術(shù). 2005(01)
[4]基于異構(gòu)雙目視覺的全自主足球機(jī)器人導(dǎo)航[J]. 高慶吉,洪炳熔,阮玉峰.  哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2003(09)
[5]一種新的基于Kruppa方程的攝像機(jī)自標(biāo)定方法[J]. 雷成,胡占義,吳福朝,TSUI H T.  計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2003(05)
[6]Kruppa方程與攝像機(jī)自標(biāo)定[J]. 雷成,吳福朝,胡占義.  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2001(05)

碩士論文
[1]基于對(duì)極幾何理論的視覺定位算法研究[D]. 薛昊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]三維非接觸式測(cè)量中編碼標(biāo)志的研究與應(yīng)用[D]. 戴相龍.西安電子科技大學(xué) 2014
[3]基于多幅圖像序列的三維重建[D]. 佘彥杰.吉林大學(xué) 2006
[4]工業(yè)數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量中人工標(biāo)志的研究與應(yīng)用[D]. 范生宏.解放軍信息工程大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3193713