炮膛全景图展开和拼接技术研究
发布时间：2022-01-21 14:31
炮膛内表面质量是衡量炮膛内壁加工质量和使用后养护质量的重要检测指标。近年来,具有大视场、高分辨率的全景成像系统在各领域应用越来越广泛,而在炮膛、枪膛内表面质量检测中,用全景成像技术获取其内壁图像的方法在国内并不多见。以炮管内壁为研究对象,设计了基于锥面折反射全景成像原理的炮膛全景内窥系统,该系统无需扫描即可将周向360°炮膛内壁物点一次成像,通过对全景图像进行展开和拼接处理获取高分辨率的全炮膛图像。主要工作包括:（1）根据部队炮膛内窥需求,设计一种智能纠偏的炮膛全景内窥系统,包括内窥装置光学成像系统、测距系统和纠偏系统。建立内窥装置非单视点锥面折反射全景成像系统参数的计算方法,实现高质量炮膛全景图像的采集;引入测距和纠偏系统分别实现内窥装置的位置检测和运动偏差自动校正。（2）针对全景图像存在严重畸变的问题,提出锥面双向投影模型下精确插值的全景图像展开法。建立锥面正逆双向投影模型,推导了全景图像和展开图像对应像素点的坐标映射关系,将全景图像的像素点逆向映射到展开图像,再将展开图像中缺失的像素点正向映射到原全景图像,确定其邻域像素点,通过误差补偿的双线性插值法精确还原缺失像素点的灰度值。采...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
60°旋转摄像头内窥装置示意图
四目窥膛
第1章绪论3构稳定可靠，不需要伺服控制系统，但是多相机采像有可能存在盲区，对后续图像拼接算法要求较高，在图像处理方面增加了复杂度。CCD传感器镜头摄像头火炮身管图1.3四目窥膛摄像头装置图随着全景技术的发展，全方位视觉传感器（Omni-directionalVisionSensor，ODVS）被广泛应用于工业领域。2012年，军械工程学院的傅建平及其团队开发了基于全景环形透镜（PanoramicAnnularLens，PAL）结构的火炮内膛检测装置，如图1.4所示[8]。该装置能实现单次采集360°炮膛全景图像，检测效率高，但相比其他二次曲面反射镜，PAL结构复杂、制作较难。AB"B"A1α2α图1.4PAL结构火炮内膛检测装置图2014年，南京大学的彭福强和鲍俊伟等人采用球面镜的反射式全景成像系统对炮膛全景图像进行采集[9,10]。近几年来，基于不同二次曲面反射镜的折反射全景成像设备逐渐应用在与炮膛结构相似的管道、孔径工件等内壁图像的采集上。浙江工业大学的汤一平和韩国栋等人设计一种圆弧曲面的主动式全方位视觉传感器（ActiveStereoOmni-directionalVisionSensor，ASODVS），不仅可以应用在火炮身管损伤检测中[11]，也能应用于管道内壁形貌的检测[12]。天津大学的韩文强和吴斌等人基于锥面折反射全景成像的原理研制了微细管道内壁缺陷检测装置[13]。锥面反射镜相比于其他二次曲面反射镜，不仅具有更高的垂直分辨率和较低的光学畸变，而且其面形结构简单，加工方便、成本低廉。由于炮膛检测技术涉及军事领域，国外的相关资料较少，故查找与炮管环境相似的管道内壁检测方面的文献。在80年代初，美国、德国等国家开始通过光电检测设备对管道内壁图像进行采集。1996年，英国威尔士大学的Henry设计一种通过CCD
【参考文献】：
期刊论文
[1]折反射图像的畸变校正研究[J]. 宫玄睿,吕耀文,徐熙平,姜肇国. 光电子技术. 2019(04)
[2]火炮四目摄像窥膛头部装置研究[J]. 曹营修,郑立评,朱建杰,于杨. 火炮发射与控制学报. 2018(04)
[3]适用于管道内形貌检测的3D全景视觉传感器[J]. 汤一平,吴挺,袁公萍,鲁少辉,杨仲元. 仪器仪表学报. 2017(03)
[4]基于圆锥反射微小孔径工件内壁图像检测方法[J]. 游睿,吴俊杰,陈欣,陆文俊,丁国清. 传感器与微系统. 2016(08)
[5]基于图像插值的高精度柱面展开算法研究[J]. 王彦柯,柴铮,朱齐丹. 电脑知识与技术. 2016(18)
[6]基于各向异性插值的全景图像径向展开算法[J]. 陶宏江,金龙旭. 液晶与显示. 2014(03)
[7]火炮内膛全景图像检测与融合[J]. 贾惠芹,张茹. 光电工程. 2013(03)
[8]柱面透视投影模型下的全景环形透镜畸变校正[J]. 肖潇,王伟,毕凯. 西安电子科技大学学报. 2013(01)
[9]基于机器视觉的火炮内膛全景窥测设备研究[J]. 傅建平,张丽花,雷洁,吴定海. 火炮发射与控制学报. 2012(02)
[10]基于多向小十字块模板的块匹配运动估计算法[J]. 朱晓红,刘东海. 计算机工程与应用. 2011(22)
博士论文
[1]折反射全向图像深度信息提取技术研究[D]. 陈旺.国防科学技术大学 2010
硕士论文
[1]基于FPGA和DSP的高清全景视频采集与处理系统[D]. 陈君杰.长春理工大学 2019
[2]管道内壁图像检测系统设计[D]. 武晓宇.天津大学 2018
[3]基于主动式全景视觉传感器的火炮身管损伤检测系统研究[D]. 韩国栋.浙江工业大学 2016
[4]基于压缩感知的火炮身管内膛图像拼接技术研究[D]. 张晓燕.南京大学 2016
[5]基于相位测距的激光测距仪设计与实现[D]. 黄俊明.北京邮电大学 2016
[6]岩心内壁图像三维重建方法研究[D]. 解尧.西安电子科技大学 2015
[7]高分辨率全景图像处理算法的FPGA实现[D]. 梁士天.哈尔滨理工大学 2015
[8]高精度数字鉴相方法及其误差分析[D]. 董雅洁.中北大学 2014
[9]火炮身管内膛图像拼接技术研究[D]. 鲍俊伟.南京大学 2014
[10]火炮身管内膛烧蚀测量研究[D]. 彭福强.南京大学 2014
本文编号：3600441
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
60°旋转摄像头内窥装置示意图
四目窥膛
第1章绪论3构稳定可靠，不需要伺服控制系统，但是多相机采像有可能存在盲区，对后续图像拼接算法要求较高，在图像处理方面增加了复杂度。CCD传感器镜头摄像头火炮身管图1.3四目窥膛摄像头装置图随着全景技术的发展，全方位视觉传感器（Omni-directionalVisionSensor，ODVS）被广泛应用于工业领域。2012年，军械工程学院的傅建平及其团队开发了基于全景环形透镜（PanoramicAnnularLens，PAL）结构的火炮内膛检测装置，如图1.4所示[8]。该装置能实现单次采集360°炮膛全景图像，检测效率高，但相比其他二次曲面反射镜，PAL结构复杂、制作较难。AB"B"A1α2α图1.4PAL结构火炮内膛检测装置图2014年，南京大学的彭福强和鲍俊伟等人采用球面镜的反射式全景成像系统对炮膛全景图像进行采集[9,10]。近几年来，基于不同二次曲面反射镜的折反射全景成像设备逐渐应用在与炮膛结构相似的管道、孔径工件等内壁图像的采集上。浙江工业大学的汤一平和韩国栋等人设计一种圆弧曲面的主动式全方位视觉传感器（ActiveStereoOmni-directionalVisionSensor，ASODVS），不仅可以应用在火炮身管损伤检测中[11]，也能应用于管道内壁形貌的检测[12]。天津大学的韩文强和吴斌等人基于锥面折反射全景成像的原理研制了微细管道内壁缺陷检测装置[13]。锥面反射镜相比于其他二次曲面反射镜，不仅具有更高的垂直分辨率和较低的光学畸变，而且其面形结构简单，加工方便、成本低廉。由于炮膛检测技术涉及军事领域，国外的相关资料较少，故查找与炮管环境相似的管道内壁检测方面的文献。在80年代初，美国、德国等国家开始通过光电检测设备对管道内壁图像进行采集。1996年，英国威尔士大学的Henry设计一种通过CCD
【参考文献】：
期刊论文
[1]折反射图像的畸变校正研究[J]. 宫玄睿,吕耀文,徐熙平,姜肇国. 光电子技术. 2019(04)
[2]火炮四目摄像窥膛头部装置研究[J]. 曹营修,郑立评,朱建杰,于杨. 火炮发射与控制学报. 2018(04)
[3]适用于管道内形貌检测的3D全景视觉传感器[J]. 汤一平,吴挺,袁公萍,鲁少辉,杨仲元. 仪器仪表学报. 2017(03)
[4]基于圆锥反射微小孔径工件内壁图像检测方法[J]. 游睿,吴俊杰,陈欣,陆文俊,丁国清. 传感器与微系统. 2016(08)
[5]基于图像插值的高精度柱面展开算法研究[J]. 王彦柯,柴铮,朱齐丹. 电脑知识与技术. 2016(18)
[6]基于各向异性插值的全景图像径向展开算法[J]. 陶宏江,金龙旭. 液晶与显示. 2014(03)
[7]火炮内膛全景图像检测与融合[J]. 贾惠芹,张茹. 光电工程. 2013(03)
[8]柱面透视投影模型下的全景环形透镜畸变校正[J]. 肖潇,王伟,毕凯. 西安电子科技大学学报. 2013(01)
[9]基于机器视觉的火炮内膛全景窥测设备研究[J]. 傅建平,张丽花,雷洁,吴定海. 火炮发射与控制学报. 2012(02)
[10]基于多向小十字块模板的块匹配运动估计算法[J]. 朱晓红,刘东海. 计算机工程与应用. 2011(22)
博士论文
[1]折反射全向图像深度信息提取技术研究[D]. 陈旺.国防科学技术大学 2010
硕士论文
[1]基于FPGA和DSP的高清全景视频采集与处理系统[D]. 陈君杰.长春理工大学 2019
[2]管道内壁图像检测系统设计[D]. 武晓宇.天津大学 2018
[3]基于主动式全景视觉传感器的火炮身管损伤检测系统研究[D]. 韩国栋.浙江工业大学 2016
[4]基于压缩感知的火炮身管内膛图像拼接技术研究[D]. 张晓燕.南京大学 2016
[5]基于相位测距的激光测距仪设计与实现[D]. 黄俊明.北京邮电大学 2016
[6]岩心内壁图像三维重建方法研究[D]. 解尧.西安电子科技大学 2015
[7]高分辨率全景图像处理算法的FPGA实现[D]. 梁士天.哈尔滨理工大学 2015
[8]高精度数字鉴相方法及其误差分析[D]. 董雅洁.中北大学 2014
[9]火炮身管内膛图像拼接技术研究[D]. 鲍俊伟.南京大学 2014
[10]火炮身管内膛烧蚀测量研究[D]. 彭福强.南京大学 2014
本文编号：3600441
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