汽车形貌主动视觉测量系统标定方法与测量精度评价

发布时间：2017-07-20 00:20

  本文关键词：汽车形貌主动视觉测量系统标定方法与测量精度评价

  更多相关文章： 汽车形貌 摄像机标定 光平面标定 三维重建

【摘要】：汽车形貌检测是汽车通过性及行驶安全性检测的重要研究内容之一。它可以及时检测在用汽车的形貌尺寸信息并自动辨别在用汽车是否存在超限超载和非法改装等问题,进而为汽车整车尺寸参数检测、汽车车型智能分类、在用汽车变形检测等提供重要的研究依据。因此,研究基于主动视觉的汽车形貌检测方法对减少道路车辆事故、保护人民生命和财产安全、完善汽车性能检测技术等具有重要的意义。针对汽车形貌检测的研究现状,提出了基于点线约束的汽车形貌主动视觉测量系统的摄像机标定方法和基于已知三维坐标的、基于已知距离两点的、基于点到原点距离的、基于点到坐标轴距离的和基于点到坐标面距离的五种汽车形貌检测系统激光平面标定方法。为了提高汽车形貌主动视觉测量系统的检测精度,提出了基于点线约束的汽车形貌测量系统摄像机标定方法,利用霍夫变换对靶标图像进行直线提取,对摄像机进行标定。阐述了基于点点约束的汽车形貌测量系统摄像机标定方法,并进行了归一化。完成了基于点线约束的摄像机标定方法与基于点点约束的汽车形貌测量系统摄像机归一化标定方法的标定精度的对比。为了实现汽车形貌主动视觉测量系统的现场标定,提出了采用高度尺和三维标定板的基于已知三维坐标的测量系统光平面标定方法。在此基础上,提出了基于已知距离两点的、基于点到原点距离的、基于点到坐标轴距离的和基于点到坐标面距离的汽车形貌检测系统激光平面标定方法。首先,将靶标放置在摄像机视场空间内的过圆形图案中心的几个随机位置,获得靶标上的具有距离约束的特征点。其次,采用特征点在像平面的位置坐标以及摄像机转换矩阵构建求取激光平面方程的最优目标函数。最后,优化求解带有多个约束条件的最优目标函数,获得激光平面在世界坐标系中的平面方程,实现采用优化目标和一维或者二维靶标在世界坐标系下激光平面的位置和姿态的解算。避免了传统方法中光平面方程从摄像机坐标系到世界坐标系的转换,实现了被测物体在世界坐标系下的直接测量。在试验验证部分,首先,将基于点线约束的摄像机标定方法与传统基于点点约束摄像机标定方法进行重投影精度试验,并通过添加噪声的方式比较了两种摄像机标定方法的稳定性。然后,对五种汽车形貌主动视觉测量系统光平面标定方法进行了试验验证及对比分析,最后,对光平面与车身交线进行了三维重建。
【关键词】：汽车形貌 摄像机标定 光平面标定 三维重建
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP391.41
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 论文研究的背景和意义9-11
• 1.2 汽车形貌检测技术及光平面标定技术的国内外研究现状11-14
• 1.2.1 汽车形貌检测技术国内外研究现状11-13
• 1.2.2 光平面标定技术的国内外研究现状13-14
• 1.3 论文主要研究内容14-15
• 第2章 汽车形貌主动视觉测量系统摄像机标定方法研究15-25
• 2.1 基于点点约束的汽车形貌测量系统摄像机标定方法15-16
• 2.2 基于点点约束的汽车形貌测量系统摄像机归一化标定方法16-19
• 2.3 基于点线约束的汽车形貌测量系统摄像机标定方法19-21
• 2.4 基于霍夫变换的靶标图像直线提取21-23
• 2.5 基于三维重投影误差的测量系统摄像机标定精度分析方法23-24
• 2.6 本章小结24-25
• 第3章 汽车形貌主动视觉测量系统激光平面标定方法研究25-37
• 3.1 基于已知三维坐标的测量系统激光平面标定方法25-26
• 3.2 基于已知距离两点的测量系统激光平面标定方法26-29
• 3.3 基于点到原点距离的测量系统激光平面标定方法29-31
• 3.4 基于点到坐标轴距离的测量系统激光平面标定方法31-33
• 3.5 基于点到坐标面距离的测量系统激光平面标定方法33-35
• 3.6 汽车形貌主动视觉测量系统激光平面标定精度评价方法35-36
• 3.7 本章小结36-37
• 第4章 汽车形貌主动视觉测量系统标定及重建试验研究37-69
• 4.1 基于点线约束的汽车形貌测量系统摄像机标定试验37-48
• 4.2 汽车形貌测量系统激光平面标定试验48-66
• 4.2.1 基于已知三维坐标的测量系统激光平面标定试验48-49
• 4.2.2 基于已知距离两点的测量系统激光平面标定试验49-52
• 4.2.3 基于点到原点距离的测量系统激光平面标定试验52-54
• 4.2.4 基于点到坐标轴距离的测量系统激光平面标定试验54-57
• 4.2.5 基于点到坐标面距离的测量系统激光平面标定试验57-59
• 4.2.6 汽车形貌测量系统激光平面标定方法对比分析59-66
• 4.3 汽车形貌测量系统激光平面与车身交线重建试验66-68
• 4.4 本章小结68-69
• 第5章 总结与展望69-71
• 5.1 论文总结69
• 5.2 论文展望69-71
• 参考文献71-75
• 作者简介及科研成果75-77
• 致谢77

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