基于SFS的工业内窥镜三维测量方法研究

发布时间：2020-08-28 17:00

　　工业内窥镜作为工业无损检测技术(NDT)的一个重要组成部分,在民航,汽车,船舶等行业中具有非常广泛的应用,针对工业内窥镜测量功能的研究也因而成为了目前的热点研究问题。论文针对使用工业内窥镜进行场景三维测量的问题进行了深入研究,基于从明暗恢复形貌(SFS)技术,提出了一种可应用于工业内窥镜的点光源照明下的新型尺度化SFS三维测量方法。该方法仅使用一张图像即可还原具有尺寸信息的场景三维形貌,为研制具有三维形貌测量能力的商用工业内窥镜系统提供了一套可行的参考方案。本文涉及的主要研究成果包括:1.设计了应用点光源照明的侧视型工业内窥镜镜头,试制了镜头原型样机。该系统采用侧视双CCD镜头设计,通过点光源进行照明,最大程度上减小了镜头结构的复杂程度,易于工程实现,具有非常高的实用价值。2.提出了一种新型的近点光源标定方法。该方法基于完整的点光源模型,使用高反光球与朗伯体平板作为标定物,综合使用立体视觉和最优化,通过镜面反射和漫反射的性质完成光源位置和主光轴的标定。3.提出了一种点光源模型下的尺度化SFS三维测量方法,在测量场景表面形貌的同时可以获得准确的尺度信息。该方法在点光源照明的情况下,将立体视觉中的相机参数矩阵应用到SFS算法中,推导出了场景深度图的求解公式,解决了SFS算法仅可还原场景形貌但无法获得场景尺寸信息的问题。该方法对硬件系统要求较低,并具有很高的测量效率,特别适合于工业内窥镜的应用。
【学位单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH878

【参考文献】