基于雙CCD非接觸式浮體六自由度測(cè)試系統(tǒng)的研制.pdf

1、在海洋、港口和船舶工程試驗(yàn)中,需要精確、實(shí)時(shí)測(cè)量出浮體的六自由度運(yùn)動(dòng)軌跡,即升沉、橫移、縱移、回轉(zhuǎn)、橫搖、縱搖六個(gè)分量,為工程設(shè)計(jì)和科學(xué)研究提供可靠依據(jù).依托"211工程"國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)經(jīng)費(fèi).我們自主開(kāi)發(fā)了非接觸式浮體六自由度測(cè)試系統(tǒng).本文首先介紹了國(guó)內(nèi)外六自由度測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀,以及開(kāi)發(fā)六自由度測(cè)試系統(tǒng)的可行性和現(xiàn)實(shí)意義;其次介紹了自行研制的基于雙CCD非接觸式六自由度測(cè)試系統(tǒng)的硬件組成,它安裝簡(jiǎn)單,使用方便;之后重點(diǎn)介紹了非接觸

2、六自由度測(cè)試系統(tǒng)的工作原理以及它的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程,采用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù),利用兩個(gè)性能相同、位置固定的CCD同時(shí)從不同角度獲取浮體特征點(diǎn)的圖像,經(jīng)過(guò)二值化、邊緣尋找、求取質(zhì)心等圖像處理算法,獲得圖像上特征點(diǎn)的二維坐標(biāo),二維圖像坐標(biāo)到三維世界坐標(biāo)的映射關(guān)系是通過(guò)CCD標(biāo)定來(lái)解決的,在分析了各種標(biāo)定算法優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,針對(duì)我們具體的試驗(yàn)場(chǎng)合,確定了以直接線性模型做為測(cè)試系統(tǒng)設(shè)備標(biāo)定的核心算法,該模型算法可靠,不需要使用復(fù)雜的優(yōu)化方法來(lái)求解攝像機(jī)的

3、參數(shù),近而提高了整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)算速度,利用標(biāo)定所得到的投影關(guān)系三維重構(gòu)出運(yùn)動(dòng)浮體上特征標(biāo)志點(diǎn)的三維坐標(biāo),最終實(shí)時(shí)的計(jì)算出浮體的六自由度運(yùn)動(dòng)分量.與此同步,采用VC++6.0語(yǔ)言作為編程平臺(tái),利用現(xiàn)代軟件技術(shù)中的多線程技術(shù)、精確定時(shí)技術(shù)、繪圖技術(shù),結(jié)合Matrox公司多通道視頻圖像采集卡軟件開(kāi)發(fā)包的強(qiáng)大功能,編制開(kāi)發(fā)了功能齊全、設(shè)計(jì)人性化的系統(tǒng)軟件;論文最后通過(guò)實(shí)際工程試驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果的精度進(jìn)行了詳細(xì)分析.作者經(jīng)過(guò)兩年多的努力,在各位師兄