視覺(jué)計(jì)算在煤礦巷道變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究.pdf

1、煤炭工業(yè)是我國(guó)最重要的基礎(chǔ)能源產(chǎn)業(yè)，礦難事故的頻發(fā)引起了國(guó)家和社會(huì)對(duì)煤礦安全問(wèn)題的高度重視。隨著視頻監(jiān)控技術(shù)的快速發(fā)展，視頻監(jiān)控技術(shù)已在煤炭安全生產(chǎn)監(jiān)測(cè)中得到廣泛應(yīng)用。本文主要研究了立體視覺(jué)測(cè)量中圖像特征點(diǎn)提取、攝像機(jī)標(biāo)定和重建點(diǎn)坐標(biāo)求解三個(gè)關(guān)鍵部分，并實(shí)驗(yàn)應(yīng)用立體視覺(jué)測(cè)量方法監(jiān)測(cè)煤礦巷道形變。主要研究?jī)?nèi)容和成果如下：
　　首先研究了圖像上角點(diǎn)和光斑中心像點(diǎn)的提取方法。實(shí)驗(yàn)對(duì)比了Harris、Shi-Tomasi和FAST三種角點(diǎn)

2、檢測(cè)算法，結(jié)果表明：Harris算法對(duì)閾值敏感且易產(chǎn)生角點(diǎn)聚簇；FAST算法易提取到偽角點(diǎn)和產(chǎn)生角點(diǎn)聚簇；Shi-Tomasi算法能使檢測(cè)到角點(diǎn)分布均勻，避免角點(diǎn)聚簇，得出Shi-Tomasi算法適合十字靶標(biāo)角點(diǎn)像素級(jí)坐標(biāo)提取。通過(guò)圖像預(yù)處理由Canny邊緣檢測(cè)算法得到光斑單像素邊緣輪廓，利用最小二乘擬合法獲取光斑中心像點(diǎn)坐標(biāo)。
　　其次對(duì)攝像機(jī)平面模板標(biāo)定法進(jìn)行了研究。由于通常計(jì)算單應(yīng)性矩陣時(shí)使用了畸變較大的像點(diǎn)影響了內(nèi)部和外部

3、參數(shù)初值，從而影響了標(biāo)定精度。本文提出在計(jì)算單應(yīng)性矩陣時(shí)僅使用圖像中心附近像點(diǎn)，使內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)初值能更好地逼近準(zhǔn)確值，提高攝像機(jī)標(biāo)定精度。實(shí)驗(yàn)證明此方法能提高攝像機(jī)標(biāo)定精度。
　　然后針對(duì)立體視覺(jué)空間點(diǎn)坐標(biāo)求解問(wèn)題，分析比對(duì)了三種常用求解方法：最小二乘法、公垂線段中點(diǎn)法、基于極線約束的重建方法，給出了以公垂線段為約束使反投影像點(diǎn)誤差最小的空間點(diǎn)坐標(biāo)求解方法，實(shí)驗(yàn)證明該方法能提高空間點(diǎn)坐標(biāo)求解精度。
　　最后將立體視覺(jué)測(cè)