多目视觉三维测量方法研究

发布时间：2021-03-10 15:42

　　随着机器视觉的发展,该技术在航空、航天、军事及民用等领域已经有着越来越广泛地应用。通过多目视觉技术对目标上特定光点的在线三维测量来完成运动捕捉或大尺寸物体的三维几何量测量任务随处可见。由于视觉三维坐标测量系统结构简单,现场安装方便,稳定性及可扩展性好等优点,近年来视觉测量相关应用得到了迅速发展,对于三维坐标测量精度也提出了更高的要求。为保证视觉系统的测量精度,需要准确地匹配同名像点,高精度的多目视觉测量模型、摄像机校准模型和多摄像机方位估计模型。通过对多目视觉系统中相关技术的国内外研究现状进行了分析,总结出目前存在的问题,针对这些问题,主要进行了以下研究:首先定义了测量坐标系,并介绍了用到的基础优化算法,为解决空间前方交会问题,提出了广义正交投影法计算线性解,依据不同像点的重投影误差大小确定权重系数,进行加权非线性优化。其中没有成像差异的同名像点匹配也是坐标测量过程中的难点,根据有效摄像机数量不同分情况进行了探讨,提出了基于基础矩阵、三焦点张量、反投点到其余反投射线距离最短等几何约束的匹配方法。然后详细阐述了摄像机成像模型及基础理论知识,利用基于3D虚拟校准模板的三正交消影点方法获得摄... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

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多相机固定视觉测量系统在汽车制造业中的应用OptiTrack系统是NaturalPoin公司开发的一套三维运动捕捉光学系统，如

图 1-1 多相机固定视觉测量系统在汽车制造业中的应用Track 系统是 NaturalPoin 公司开发的一套三维运动捕捉光学示，已经成功应用在宾夕法尼亚大学研制的 UVA 无人机编运动捕捉系统的三维定位精度有效控制在 0.5mm 以内，能出空间目标点三维坐标信息，进而实现无人机位置和姿态信序飞行。

图 1-3 V-STARS M 实时测量系统视觉测量技术在国民各个领域应用越来越广泛，涌现出很多业，目前已经可以根据用户不同需求提供相应解决方案，并于轻量化和高精度的视觉测量产品，仍需进一步深入研究名像点匹配研究现状及分析图像中的同名像点匹配是多目视觉测量中最重要也是最困点三维测量中的核心工作，其目的在于确定同一空间特征点上的投影点，在摄像机参数标定、空间点三维位置解算、测均具有重要的意义。目前，同名像点自动匹配算法常用的有匹配、相位匹配和约束匹配。区域匹配[15]基本原理是以模板窗口和搜索窗口的相似性测其中模板窗口是指以给定图像中的某一待匹配点为中心选取域；搜索窗口指在另一幅图像中，以每一点为中心，选取同过计算模板窗口和每一个搜索窗口之间的相似性测度，取相


本文编号：3074890