基于靶標(biāo)成像雙目視覺坐標(biāo)測量技術(shù)的研究.pdf

1、視覺坐標(biāo)測量以計算機(jī)視覺為基礎(chǔ),綜合運用計算機(jī)視覺、圖像處理、精密測量等領(lǐng)域的研究成果,使坐標(biāo)測量從傳統(tǒng)的機(jī)械導(dǎo)軌的約束中解脫出來,開拓了解決測量領(lǐng)域中諸多問題的新思路.本課題"基于靶標(biāo)成像的雙目視覺坐標(biāo)測量技術(shù)的研究"其目的是在現(xiàn)有的三維視覺測量研究基礎(chǔ)上,探討研究一種新的視覺坐標(biāo)測量方法,以克服現(xiàn)有三維視覺測量中存在的諸如對被測表面依賴程度大,無法實現(xiàn)對被遮擋表面測量等不足,通過靶標(biāo)探針與被測點接觸,分析靶標(biāo)上特征點在攝像機(jī)成像面上

2、的成像視差計算特征點的空間坐標(biāo),根據(jù)靶標(biāo)剛體變換可以得到靶標(biāo)與被測表面接觸點的空間坐標(biāo).這一測量思路是對現(xiàn)有三維視覺測量思想的補(bǔ)充.論文首先建立了雙目視覺坐標(biāo)測量的系統(tǒng)模型,并實現(xiàn)非線性測量系統(tǒng)模型方程組的求解,同時分析了CCD分辨力、基線距離B、有效焦距f和攝像機(jī)姿態(tài)等對系統(tǒng)測量精度的影響,另外還提出了靶標(biāo)上特征點的約束條件,并用仿真實驗驗證了系統(tǒng)模型的正確性.特征點圖像處理的好壞,直接影響到測量的精度.論文結(jié)合靶標(biāo)成像視覺坐標(biāo)測量系

3、統(tǒng)的成像特點,采用了圖像直方圖及閾值截取的方法實現(xiàn)特征點從背景圖像中的分離,然后用質(zhì)心計算法和迭代質(zhì)心算法分別求取特征點成像中心,并對這兩種方法進(jìn)行了比較.對于保證系統(tǒng)測量精度的重要環(huán)節(jié)之一的攝像機(jī)標(biāo)定,論文提出了攝像機(jī)內(nèi)部參數(shù)的獨立標(biāo)定方法.即采用直接光學(xué)法標(biāo)定攝像機(jī)光學(xué)中心;設(shè)定CCD象素轉(zhuǎn)換當(dāng)量,標(biāo)定參數(shù)f<,k>,并通過實驗驗證了以上標(biāo)定方法和標(biāo)定結(jié)果的正確性.論文最后用實驗測定了系統(tǒng)x,y,z向單獨位移時的測量偏差、空間點以及