基于数字图像相关的双目视觉测量算法研究与软件实现

发布时间：2021-05-21 00:15

　　数字图像相关（Digital Image Correlation,DIC）方法是一种光学测量技术,由于其高精度、非接触、全场测量等特点受到了越来越多的重视,应用范围已从材料力学性能测量扩展到了生物、医疗、土木机械、国防军工等各个领域。但目前DIC技术仍存在许多问题需要进一步研究和提高,如大曲率被测物可测量面积较少,立体匹配过程中误匹配多,测量速度和精度仍然不能满足某些实际测量需求。针对以上问题,本文进行了基于DIC的双目视觉测量技术和算法的相关研究。具体研究工作如下:（1）研究了双目立体视觉测量技术和相机成像模型,研究分析了几种常用的相机标定方法,并编写算法软件进行实验验证,为后续三维测量算法提供理论基础。（2）研究分析了目前常用的亚像素匹配算法,对亚像素匹配算法进行了改进,并与传统亚像素匹配算法在精度和迭代效率上进行了比较;提出了一种散斑区域自动提取算法,代替目前人工手动选取散斑区域的方法,并结合散斑质量评价函数,提供散斑喷涂效果优劣的参考依据,便于后续的相关计算。（3）提出了一种基于可变圆匹配模板的立体匹配方法,提高了立体匹配的鲁棒性,适用于大曲面被测物的3D测量,使其更加满足实际... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究目的与意义
    1.2 数字图像相关国内外发展状况
        1.2.1 二维数字图像相关
        1.2.2 三维数字图像相关
    1.3 课题来源与主要研究内容
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 主要研究内容
第二章 相机标定与双目立体视觉测量
    2.1 相机成像模型
        2.1.1 理想成像模型
        2.1.2 实际成像模型
    2.2 相机标定技术
        2.2.1 相机标定方法
        2.2.2 张正友平面标定法
        2.2.3 双相机标定实验
    2.3 双目立体视觉测量原理
        2.3.1 双目立体视觉模型
        2.3.2 双目立体视觉中的极线约束
    2.4 本章小结
第三章 数字图像相关的测量算法研究
    3.1 数字图像相关方法概述
        3.1.1 形函数模型
        3.1.2 相关函数
    3.2 亚像素匹配算法研究
        3.2.1 Newton-Raphson偏微分法与ICGN法
        3.2.2 优化迭代初值
        3.2.3 亚像素算法对比分析
    3.3 散斑区域的自动提取研究
        3.3.1 散斑质量评价函数
        3.3.2 散斑区域的自动提取方法
        3.3.3 实验分析
    3.4 本章小结
第四章 基于可变圆匹配模板的立体匹配方法
    4.1 大曲面被测物对立体匹配的影响
    4.2 原理介绍
        4.2.1 可变圆模板模型
        4.2.2 模板采样与迭代初值估计
    4.3 实验分析
        4.3.1 模拟散斑实验
        4.3.2 球体视差实验
    4.4 本章小结
第五章 基于DIC的双目测量系统设计与实验分析
    5.1 DIC测量系统设计
    5.2 三维形貌测量实验
    5.3 刚体位移实验
    5.4 材料拉伸变形测量实验
    5.5 误差分析
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文工作总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及科研成果
    参与的学术交流与科研项目
    发表的学术论文(含专利和软件著作权)



本文编号：3198690