工业立体视觉测量网络组网策略及优化方法研究

发布时间：2023-04-05 16:20

　　立体视觉测量在工业中受到广泛应用和研究,其中包括产品检验,装配和逆向工程等领域。立体视觉组网测量是三维测量得以实现的技术保障,决定着测量的速度和测量结果精度,在实际应用中具有较大的工程意义。本文对立体视觉测量网络进行深入研究。首先在研究了工业立体视觉测量理论数学模型的基础上,提出了一种立体视觉测量网络优化方法,该方法通过运动恢复结构(Structure From Motion)算法获得待测物的模型,根据待测物模型进行基准定义,研究相机站位约束条件,估计相机与待测物之间最佳距离,结合椭球模型几何性质,设计了大量围绕待测物的初始视点位置,然后基于工业多目立体视觉三维重建方法和可见性约束条件,提出了一种基于聚类分析和循环迭代的筛选方法,对初始视点位置进行筛选,获得最少数目的视点相机,得到满意的图像。通过研究像点误差物理模型、相机外参标定理论和相机内外参参数标定方法,对得到的立体视觉测量网络中视点位置的相机进行标定。最后以灯罩作为测量对象进行实验,在摄像机F数分别为f/1.4、f/2、f/2.8、f/4、f/11、f/16时,分别对椭球型成像网络和球型成像网络进行对比分析,对灯罩进行三维重构。...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 视觉测量网络研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 工业立体视觉组网测量系统的理论研究
    2.1 立体视觉中的坐标系及坐标转换
        2.1.1 坐标转换
        2.1.2 常用的坐标系
        2.1.3 共线方程
        2.1.4 内外部参数
    2.2 基于双目立体视觉的三维坐标测量
    2.3 基于多目立体视觉的三维坐标测量
        2.3.1 像点坐标误差方程式的一般式
        2.3.2 分步测量法
        2.3.3 整体解算法
    2.4 光束法平差法
    2.5 本章小结
第3章 立体视觉测量网络多视点优化方法研究
    3.1 立体视觉测量网络初始化
        3.1.1 被测物基准的定义
        3.1.2 最佳距离估计
        3.1.3 确定候选视点位置
    3.2 筛选条件及算法
        3.2.1 可视性约束条件
        3.2.2 最少相机数量
    3.3 本章小结
第4章 立体视觉测量网络组网验证实验
    4.1 像点的系统误差模型
        4.1.1 一般多项式模型
        4.1.2 10参数模型
    4.2 多相机网络系统外部参数标定
    4.3 立体视觉网络标定方法
        4.3.1 单像空间后方交会
        4.3.2 单应行矩阵
        4.3.3 利用约束条件求解相机内外参数
        4.3.4 参数估计——最大似然估计
    4.4 实验验证
        4.4.1 测量网络组网
        4.4.2 测量网络标定结果
        4.4.3 立体视觉测量网络覆盖率
        4.4.4 测量精度分析
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：3783733