水下攝像機(jī)的建模與標(biāo)定技術(shù)研究.pdf

1、本文針對水下視覺測量技術(shù)對水下攝像機(jī)的建模與標(biāo)定的需求,建立了一種水下攝像機(jī)模型,并提出了水下攝像機(jī)的標(biāo)定方法。首先對線結(jié)構(gòu)光三維測量技術(shù)進(jìn)行了深入探討;其次,通過分析水下攝像機(jī)的工作原理,建立了水下攝像機(jī)模型;然后分析了影響水下攝像機(jī)測量精度的主要參數(shù),提出了水下攝像機(jī)的標(biāo)定方法;最后設(shè)計(jì)了一種水下線結(jié)構(gòu)光自掃描三維精確測量的方法,通過水下測量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了水下攝像機(jī)模型及標(biāo)定方法的可行性。本文的研究內(nèi)容主要有以下幾個(gè)方面:
　　

2、 1.在理想的針孔透視變換模型的基礎(chǔ)上,提出了考慮折射的水下攝像機(jī)模型,建立了二維攝像機(jī)像面坐標(biāo)系與三維世界坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系,并確定了需要標(biāo)定的參數(shù)。
　　 2.提出了基于徑向角度排列約束的水下攝像機(jī)標(biāo)定方法,通過計(jì)算光線由水中的被測物體傳入攝像機(jī)過程中受折射影響而產(chǎn)生的傳播方向變化,建立了水中世界坐標(biāo)系下的點(diǎn)與CCD像面點(diǎn)的非線性對應(yīng)關(guān)系,利用平面網(wǎng)格靶標(biāo)獲取標(biāo)定點(diǎn),完成攝像機(jī)參數(shù)的標(biāo)定。
　　 3.提出了水下自掃

3、描三維測量方法,采用振鏡將激光面反射到被測空間,激光面與被測物體相交形成光條并被攝像機(jī)拍攝,根據(jù)像面上光條中每一點(diǎn)的位置計(jì)算出該點(diǎn)由于折射產(chǎn)生的偏移的大小,利用折射定律及激光三角法原理進(jìn)行補(bǔ)償。再利用考慮折射后的光平面水中部分在振鏡坐標(biāo)系下的方程,求出了物體表面的三維坐標(biāo)。
　　 4.在WindowsXP系統(tǒng)平臺(tái)上,運(yùn)用VisualC++6.0軟件開發(fā)環(huán)境,結(jié)合各硬件驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)了水下攝像機(jī)的標(biāo)定及自掃描三維測量系統(tǒng)的控制軟件,