移動視覺測量系統(tǒng)性能優(yōu)化方法研究.pdf

1、近年來隨著航空航天、大型船舶、高速列車等大型裝備制造業(yè)對數(shù)字化裝配要求的不斷提高，對現(xiàn)場測量任務提出了更嚴格的要求。傳統(tǒng)單一的大尺寸測量儀器已經很難滿足該要求，逐漸衍生了大尺寸組合式測量方法。移動視覺測量系統(tǒng)以非接觸、高精度、測量范圍廣、高效率、高自動化程度等優(yōu)點在大尺寸組合式精密測量工程中發(fā)揮著重要作用。
　　在深入研究移動視覺測量原理及關鍵技術基礎上，論文對提高系統(tǒng)性能的方法進行了重點研究，主要包括系統(tǒng)可靠性和測量精度優(yōu)化方法

2、。特征點匹配過程是影響系統(tǒng)可靠性的關鍵環(huán)節(jié)，論文對其做了重點分析并研究了基于編碼網絡的圖像點匹配方法。精度方面，為了擺脫傳統(tǒng)自標定模型局限性對精度提高的障礙，論文結合相機測角標定平臺提出了基于測角模型的測量方法。同時分別基于有限元分析方法和半?yún)?shù)模型優(yōu)化方法研究了自標定模型系統(tǒng)誤差補償方案。系統(tǒng)軟件的易操作性及便捷性是用戶比較關心的內容，論文詳細分析了系統(tǒng)軟件開發(fā)方法和數(shù)據(jù)庫管理方法。最后，將上述性能優(yōu)化方法集成到移動視覺測量系統(tǒng)，結合

3、實際測量工程對系統(tǒng)性能優(yōu)化效果進行驗證。論文主要工作如下：
　　1、為了減小特征點分布密集及測量環(huán)境復雜情況下特征點誤匹配率高對系統(tǒng)可靠性的影響，論文研究了基于編碼網絡的間接極線匹配方法和空間交會匹配方法。前者是通過建立編碼網絡獲取初步優(yōu)化的相機內外參數(shù)，間接提高基本矩陣求解精度，進而提高極線匹配正確率。后者是通過初步優(yōu)化的相機內外參數(shù)將圖像點恢復到三維空間中，利用空間直線交會約束關系確定對應圖像點間的匹配關系。
　　2、提

4、出基于測角模型的移動視覺測量方法。首先分析了傳統(tǒng)自標定模型存在的局限性及對測量精度的影響；然后研究了測角模型在移動視覺測量中的優(yōu)勢及可行性，并重點研究了精密測角平臺標定原理、搭建方法及圖像點方位角確定方法；最后分析了相機測角誤差的主要來源以及測角誤差對空間點定位精度的影響。
　　3、重點研究傳統(tǒng)自標定測量模型系統(tǒng)誤差確定及補償方法。為了提高傳統(tǒng)自標定模型的測量精度，論文研究了兩種系統(tǒng)誤差確定方法：借鑒有限元分析方法，首先將像面分成

5、多個區(qū)域，再結合相機測角標定平臺確定分區(qū)域角點的畸變系統(tǒng)誤差，最后通過雙線性插值確定每個圖像點的畸變系統(tǒng)誤差。另一種方法在圖像點對應的共線方程中直接補償系統(tǒng)誤差項構成半?yún)?shù)模型，利用兩步核估計算法對所有未知量同時進行優(yōu)化。
　　4、結合實際工程應用，對論文研究的系統(tǒng)性能優(yōu)化方法進行了驗證。軟件部分是移動視覺測量系統(tǒng)的核心部分，論文詳細介紹了系統(tǒng)軟件的開發(fā)方法及以優(yōu)化數(shù)據(jù)處理速度及條理性為目標的數(shù)據(jù)庫管理方法。結合測量需求，重點描述