基于立體視覺的數(shù)字圖像相關(guān)三維變形監(jiān)測方法.pdf

1、近年來,計算機視覺技術(shù)在各行各業(yè)受到廣泛關(guān)注,如:航天工程、機械測量、汽車車牌識別、醫(yī)療科學(xué)上的三維重建等等。針對土木工程領(lǐng)域結(jié)構(gòu)三維變形監(jiān)測的需求,對雙目立體視覺技術(shù)相關(guān)匹配和搜索算法進行選擇和改進,編程實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)表面任意一小區(qū)域的位移和應(yīng)變的測量。
　　本文選擇了精度較高的三步標(biāo)定算法進行標(biāo)定,使用特征匹配和數(shù)字圖像相關(guān)方法(DIC)分別進行立體匹配和時序匹配,達(dá)到了較好的效果。時序匹配時,搜索策略進行了改進,提出基于ROI的

2、搜索辦法,減小搜索區(qū)域,使累積計算量減少上百倍。本文研究內(nèi)容如下:
　　第一,分析了雙目立體視覺的有關(guān)原理,研究了模型的求解方法;對圖像進行了極線校正;使用直方圖規(guī)定化增強圖像、使用二次維納濾波和均值濾波去噪;本文采用開運算進行光照均衡化處理,試圖解決光照不均導(dǎo)致匹配不準(zhǔn)的問題;選擇了特征引導(dǎo)的貝葉斯估計算法作為立體匹配的方法,能快速的生成致密的視差圖;時序匹配使用基于ROI的搜索策略對DIC方法進行改進;分析了三種像素插值方法,

3、并采用了雙線性插值算法對像素插值;提出了匹配模板根據(jù)實際區(qū)域特征可調(diào)的方法,因此能夠手動選取興趣點周圍的最合理(特征明顯、計算量小)子區(qū);使用Newton-Raphson方法以上文的整像素搜索結(jié)果為迭代初值進行位移和應(yīng)變的精確求解。
　　第二,討論了各種標(biāo)定算法,著重分析了經(jīng)典的張正友方法和最近提出的三步法,并比較了兩者的重投影誤差和重建已知長度的誤差,選用了三步法;按照本文方法使用MATLAB編寫程序,集成變形測量系統(tǒng);并使用平