基于三線陣CCD的新型三維形貌測量系統(tǒng)研究.pdf

1、連續(xù)運(yùn)動物體三維形貌檢測問題在隧道施工維護(hù)、高速列車安全檢測等方面廣泛存在。針對高速列車底部三維形貌測量的應(yīng)用需求，本文在二維圖像分析基礎(chǔ)上引入了三維形貌信息，借鑒了Otto Hoffman博士提出的三線陣CCD傳感器攝影測量原理，提出一種新型運(yùn)動物體三維形貌測量方法，嘗試解決高速列車底部三維測量問題，滿足其大尺度、高動態(tài)、高分辨率、實(shí)時(shí)性好等特殊要求。本文主要圍繞基于三線陣CCD的新型三維形貌測量系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、CPU處理平臺硬件

2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、SIFT影像匹配算法改進(jìn)方面展開。
　　1.本文詳細(xì)論述了三維形貌測量技術(shù)的研究發(fā)展與現(xiàn)狀，著重介紹了被動式三角法、基于結(jié)構(gòu)光的主動三角法。并針對本課題論述了運(yùn)動物體三維形貌測量研究現(xiàn)狀，提出基于三線陣CCD的新型運(yùn)動物體三維形貌測量技術(shù)。
　　2.本文分析了高速列車底部三維形貌測量的應(yīng)用需求，并對測量系統(tǒng)主要功能模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括立體相機(jī)、CPU處理平臺、通訊網(wǎng)絡(luò)，最后完成系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方案的整體設(shè)計(jì)。
　　3.

3、本文完成了CPU處理平臺的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括電源系統(tǒng)、復(fù)位系統(tǒng)、時(shí)鐘系統(tǒng)、存儲系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)，并針對硬件電路PCB的層疊、布局、布線進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。
　　4.快速、準(zhǔn)確獲取三線陣CCD影像同名點(diǎn)對是系統(tǒng)測量的關(guān)鍵過程之一。本文研究了常用的影像匹配算法，包括灰度匹配、圖像理解匹配、特征匹配，選用匹配能力強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)的SIFT算法，對算法耗時(shí)環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)，包括尺度空間建立優(yōu)化、特征描述子生成簡化，根據(jù)成像特點(diǎn)提出了基于三線陣CCD的