基于图像的工件曲面重建关键技术研究
发布时间：2021-12-21 18:37
在生产实践中，表面处理工艺的方法和技术水平越来越占据重要地位。喷涂是一个典型的表面处理工艺，对于喷涂机器人离线编程系统的研究越来越引起人们的重视，研究的核心是喷涂轨迹的生成与优化模块，其前提是工件表面CAD模型已知。而在实际的生产实践中，往往会遇到未知曲面CAD模型的喷涂问题，在未知曲面情况下，关于机器人离线编程系统的研究很少。因此，基于被动机器视觉技术，对于表面处理领域中未知曲面三维重建技术的研究，在理论和实践中都具有重要的意义。本文在快速制造理念下，针对未知曲面喷涂离线编程的需求，面向喷涂领域，阐述了基于图像的立体视觉理论，提出并实现了未知曲面三维模型重建算法，首先对已标定图像进行校正，然后采用基于GPU硬件加速的并行信任传播算法进行深度图的生成，实时获取未知曲面的点云数据，从而获取曲面的CAD模型。将基于图像的立体视觉技术应用于工程喷涂领域，其关健技术在于立体视觉，具体有几个方面的因素：第一，摄像机的标定精度，直接影响了后续的深度图生成和三维空间距离的测量精度，在计算机视觉领域是一个较为关键的问题。第二，立体匹配的精度，在计算机视觉领域，立体匹配是被公认为难度非常大的问题，其匹配...
【文章来源】： 兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：98 页
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略词
插图索引
表格索引
第1章 绪论
1.1 课题意义
1.2 国内外研究现状
1.3 视觉问题的相关理论与技术
1.3.1 计算机视觉的进展情况
1.3.2 Marr的视觉计算理论
1.3.3 机器视觉的应用
1.4 主要研究内容与论文结构
1.5 本章小结
第2章 立体视觉模型及其标定
2.1 摄像机模型
2.2 双目视觉原理
2.3 摄像机标定
2.3.1 计算靶标平面与其图像平面之间的映射矩阵
2.3.2 求解摄像机参数矩阵
2.4 基于支持向量机的角点检测算法
2.4.1 支持向量机理论
2.4.2 基于支持向量机的角点检测方法
2.5 单摄像机标定实现及实验
2.6 立体标定
2.7 立体图像对的校正
2.8 本章小结
第3章 视觉问题的马尔可夫随机场模型及其解
3.1 视觉问题的概率图模型
3.2 概率图模型的定义
3.3 无向图
3.4 有向图
3.5 马尔可夫随机场
3.5.1 马尔可夫随机场的定义
3.5.2 成对马尔可夫图
3.5.3 Pearl算法
3.6 视觉问题的马尔可夫随机场模型
3.6.1 能量模型
3.6.2 信任传播算法
3.7 基于CUDA的信任传播算法
3.7.1 CUDA编程模型
3.7.2 并行BP算法
3.7.3 结合图像梯度和亮度的并行信任传播算法
3.7.4 实验结果
3.8 本章小结
第4章 最近邻搜索的高效立体匹配
4.1 前言
4.2 多维相似性度量
4.3 最近邻搜索的立体匹配
4.4 视差图的精炼
4.5 实验结果
4.6 本章小结
第5章 基于图像的工件曲面重建
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
附录B 攻读学位期间参加的学术项目
附录C 双目立体视觉系统实验材料及结果
C.1 立体视觉系统
C.2 摄像机立体标定结果
【参考文献】：
期刊论文
[1]面向自然二次曲面的喷涂机器人喷枪轨迹优化 [J]. 曾勇,龚俊. 中国机械工程. 2011(03)
[2]面向直纹曲面的喷涂机器人喷枪轨迹优化 [J]. 曾勇,龚俊,陆保印. 中国机械工程. 2010(17)
[3]双目立体测量中多视角深度图同时融合算法 [J]. 韦虎,张丽艳,张辉. 计算机辅助设计与图形学学报. 2008(11)
[4]区域立体匹配算法的实现及改进 [J]. 王昕,马岩,杨剑,申盛. 光学精密工程. 2008(10)
[5]基于Delaunay规则的无组织采样点集表面重建方法 [J]. 王永波,盛业华,闾国年,田鹏,张凯. 中国图象图形学报. 2007(09)
[6]基于三坐标测量机的曲面逆向工程研究 [J]. 陈飞. 机床与液压. 2007(08)
[7]纳米三坐标测量机不确定度分析与精度设计 [J]. 杨洪涛,费业泰,陈晓怀. 重庆大学学报(自然科学版). 2006(08)
[8]柔性三坐标测量臂的标定技术研究 [J]. 汪平平,费业泰,林慎旺. 西安交通大学学报. 2006(03)
[9]一种无需基础矩阵的鲁棒性极线校正算法 [J]. 林国余,张为公. 中国图象图形学报. 2006(02)
[10]三坐标测量机(CMM)的现状和发展趋势 [J]. 刘祚时,倪潇娟. 机械制造. 2004(08)
博士论文
[1]高精度摄像机标定和鲁棒立体匹配算法研究[D]. 郑志刚.中国科学技术大学. 2008
[2]基于双目立体视觉原理的自由曲面三维重构[D]. 张可.华中科技大学. 2005
硕士论文
[1]基于支持向量机的软件可靠性模型研究[D]. 何俊学.兰州理工大学. 2009
[2]基于多幅图像序列的三维重建[D]. 佘彦杰.吉林大学. 2006
本文编号：3544970
【文章来源】： 兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：98 页
【文章目录】：
摘要
Abstract
缩略词
插图索引
表格索引
第1章 绪论
1.1 课题意义
1.2 国内外研究现状
1.3 视觉问题的相关理论与技术
1.3.1 计算机视觉的进展情况
1.3.2 Marr的视觉计算理论
1.3.3 机器视觉的应用
1.4 主要研究内容与论文结构
1.5 本章小结
第2章 立体视觉模型及其标定
2.1 摄像机模型
2.2 双目视觉原理
2.3 摄像机标定
2.3.1 计算靶标平面与其图像平面之间的映射矩阵
2.3.2 求解摄像机参数矩阵
2.4 基于支持向量机的角点检测算法
2.4.1 支持向量机理论
2.4.2 基于支持向量机的角点检测方法
2.5 单摄像机标定实现及实验
2.6 立体标定
2.7 立体图像对的校正
2.8 本章小结
第3章 视觉问题的马尔可夫随机场模型及其解
3.1 视觉问题的概率图模型
3.2 概率图模型的定义
3.3 无向图
3.4 有向图
3.5 马尔可夫随机场
3.5.1 马尔可夫随机场的定义
3.5.2 成对马尔可夫图
3.5.3 Pearl算法
3.6 视觉问题的马尔可夫随机场模型
3.6.1 能量模型
3.6.2 信任传播算法
3.7 基于CUDA的信任传播算法
3.7.1 CUDA编程模型
3.7.2 并行BP算法
3.7.3 结合图像梯度和亮度的并行信任传播算法
3.7.4 实验结果
3.8 本章小结
第4章 最近邻搜索的高效立体匹配
4.1 前言
4.2 多维相似性度量
4.3 最近邻搜索的立体匹配
4.4 视差图的精炼
4.5 实验结果
4.6 本章小结
第5章 基于图像的工件曲面重建
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
附录B 攻读学位期间参加的学术项目
附录C 双目立体视觉系统实验材料及结果
C.1 立体视觉系统
C.2 摄像机立体标定结果
【参考文献】：
期刊论文
[1]面向自然二次曲面的喷涂机器人喷枪轨迹优化 [J]. 曾勇,龚俊. 中国机械工程. 2011(03)
[2]面向直纹曲面的喷涂机器人喷枪轨迹优化 [J]. 曾勇,龚俊,陆保印. 中国机械工程. 2010(17)
[3]双目立体测量中多视角深度图同时融合算法 [J]. 韦虎,张丽艳,张辉. 计算机辅助设计与图形学学报. 2008(11)
[4]区域立体匹配算法的实现及改进 [J]. 王昕,马岩,杨剑,申盛. 光学精密工程. 2008(10)
[5]基于Delaunay规则的无组织采样点集表面重建方法 [J]. 王永波,盛业华,闾国年,田鹏,张凯. 中国图象图形学报. 2007(09)
[6]基于三坐标测量机的曲面逆向工程研究 [J]. 陈飞. 机床与液压. 2007(08)
[7]纳米三坐标测量机不确定度分析与精度设计 [J]. 杨洪涛,费业泰,陈晓怀. 重庆大学学报(自然科学版). 2006(08)
[8]柔性三坐标测量臂的标定技术研究 [J]. 汪平平,费业泰,林慎旺. 西安交通大学学报. 2006(03)
[9]一种无需基础矩阵的鲁棒性极线校正算法 [J]. 林国余,张为公. 中国图象图形学报. 2006(02)
[10]三坐标测量机(CMM)的现状和发展趋势 [J]. 刘祚时,倪潇娟. 机械制造. 2004(08)
博士论文
[1]高精度摄像机标定和鲁棒立体匹配算法研究[D]. 郑志刚.中国科学技术大学. 2008
[2]基于双目立体视觉原理的自由曲面三维重构[D]. 张可.华中科技大学. 2005
硕士论文
[1]基于支持向量机的软件可靠性模型研究[D]. 何俊学.兰州理工大学. 2009
[2]基于多幅图像序列的三维重建[D]. 佘彦杰.吉林大学. 2006
本文编号：3544970
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/3544970.html
