基于相機畸變校正的視覺測量方法.pdf

1、基于相機畸變校正的視覺測量方法，具有非接觸式、高精度、高智能等優(yōu)點，使得這項技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)和機械加工中的軸徑測量方面有著廣闊的應(yīng)用前景。由此，本文對基于機器視覺的軸徑系統(tǒng)進行了設(shè)計，對相應(yīng)的亞像素邊緣檢測技術(shù)和攝像機標定技術(shù)進行了研究和分析，基于這些工作，建立了軸徑測量模型，并提出了一種基于鏡頭畸變校正的平面尺寸測量方法。
　　該文主要在四個方面做了大量工作:一是基于機器視覺技術(shù)，設(shè)計了軸徑測量系統(tǒng)，同時對相應(yīng)的攝像機標定技術(shù)進行

2、了研究;二是研究了矩方法、插值法等幾種常用的亞像素邊緣檢測方法;三是根據(jù)成像過程和軸的幾何特征，建立了WCS，并以此為基礎(chǔ)，建立了基于機器視覺技術(shù)的軸徑測量模型;四是提出了一種基于機器視覺技術(shù)的高精度的平面尺寸測量方法，并通過實驗驗證其優(yōu)越性。文章各個章節(jié)的主要內(nèi)容如下:
　　第一章探討了機器視覺技術(shù)在國內(nèi)和國外的研究現(xiàn)狀以及基于機器視覺的軸徑測量技術(shù)的研究近況。本章首先從工程實際對軸徑測量精度的要求以及軸徑測量技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀入手

3、，闡述了基于機器視覺的軸徑測量技術(shù)的重要性以及發(fā)展前景。接著從國內(nèi)和國外兩個方面對機器視覺技術(shù)的發(fā)展歷程和近況進行詳細介紹，說明機器視覺技術(shù)已經(jīng)在人們生產(chǎn)生活的眾多領(lǐng)域得到廣泛使用。最后本章說明了隨著社會的發(fā)展和進步人們對軸的測量精度越來越高，為本課題的設(shè)計指明了方向。
　　第二章著重分析了基于機器視覺技術(shù)的軸徑測量系統(tǒng)的設(shè)計方法及其攝像機標定方法。首先，從軸件加工的閉環(huán)控制出發(fā)，闡述了基于機器視覺技術(shù)的軸徑測量系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，包

4、括執(zhí)行機構(gòu)、被測量軸、照明裝置、攝像機、計算機等部分。接著分析了系統(tǒng)的硬件的選擇，包括照明裝置的選擇、攝像機的選擇、鏡頭的選擇和圖像采集卡的設(shè)計。最后研究了攝像機標定技術(shù)的原理與方法，包括研究了攝像機成像模型的建立方法和模型中的坐標系的建立方法。
　　第三章研究了幾種比較習見的亞像素邊緣檢測方法，其中包括插值法、矩方法和高斯擬合法，在此基礎(chǔ)上，為了實現(xiàn)軸徑測量，滿足測量的實時性和高精度要求，提出了相應(yīng)的亞像素邊緣檢測精度評價方法，

5、并利用實驗對前述的幾種方法的精度進行評價與分析。
　　第四章研究了軸徑模型的建立。根據(jù)成像過程和軸的幾何特征，建立了WCS，在此基礎(chǔ)上建立了基于機器視覺技術(shù)的軸徑測量模型和實現(xiàn)步驟，并給出了測量模型參數(shù)的標定方法，并建立優(yōu)化目標函數(shù)，以獲得最優(yōu)解。
　　第五章提出了一種基于機器視覺技術(shù)的高精度的平面尺寸測量方法。在該方法中，通過一個改進的校正模型，研究并設(shè)計了一種新的算法，通過這個算法，在測量軸徑前，可以對鏡頭畸變進行校正，