基于工業(yè)攝影和機器視覺的三維形貌與變形測量關(guān)鍵技術(shù)研究.doc全文
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基于工業(yè)攝影和機器視覺的三維形貌與變形測量關(guān)鍵技術(shù)研究
三維形貌與變形測量在產(chǎn)品質(zhì)量控制、逆向設(shè)計、材料與工程結(jié)構(gòu)測試、生物醫(yī)
學(xué)、文物保護等眾多領(lǐng)域中的需求日益增加。過去傳統(tǒng)的測量內(nèi)容和測量方法己經(jīng)不
能滿足需要,物體的三維尺寸、表面形貌和運動變形數(shù)據(jù)的獲取成為測量領(lǐng)域的研究
熱點和前沿課題。本文針對目前光學(xué)三維形貌與變形測量研究中存在的不足,采用理
論分析和實驗研究相結(jié)合的研究方法,綜合機械工程、光學(xué)電子、計算機視覺、數(shù)字
圖像處理和攝影測量學(xué)等多個學(xué)科對三維形貌與變形測量關(guān)鍵技術(shù)進行了系統(tǒng)、深入
的研究。主要研究內(nèi)容和研究成果如下:
(1>討論了光學(xué)三維形貌與變形測量技術(shù)原理和優(yōu)缺點,對研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
進行了系統(tǒng)的分析。研究了工業(yè)攝影測量和機器視覺中坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、攝影幾何約束、空
間交匯和三維重建的基本理論。為本文的研究工作提供基本的理論依據(jù)。
(2)機器視覺系統(tǒng)參數(shù)標(biāo)定是三維測量技術(shù)中的關(guān)鍵問題之一,其標(biāo)定精度直接
決定后續(xù)三維重建的精度。為進一步提高視覺系統(tǒng)測量精度,提出了一種基于工業(yè)攝
影測量的相機柔性標(biāo)定方法,給出了相機成像模型和十參數(shù)鏡頭畸變模型,并進行了
相機標(biāo)定實驗及重投影誤差分析。該方法使用不同尺寸的標(biāo)定板和標(biāo)定十字架,,無需
標(biāo)定物世界坐標(biāo),可以對不同視場單個或者多個相機進行標(biāo)定。標(biāo)定參數(shù)初始值由攝
影測量中相對定向和直接線性變換方法得到,然后使用捆綁調(diào)整算法整體優(yōu)化物方坐
標(biāo)及相機內(nèi)外參數(shù)。實驗結(jié)果表明,標(biāo)定重投影誤差小于0.0_5像素,標(biāo)準(zhǔn)尺(221.001
士0.003mm)平均測量誤差0.03mm,與傳統(tǒng)方法相比,標(biāo)定精度有較大提
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本文編號:195371
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