發(fā)布時間：2018-06-30 17:26

  本文選題：視覺測量 + 編碼標志點��； 參考：《哈爾濱工業(yè)大學》2016年博士論文

【摘要】：計算機視覺測量技術作為一種非接觸式測量技術,可以完成多目標、多運動參數(shù)的實時在線測量,已經顯示出其廣闊的應用前景。在基于計算機視覺的三維運動測量中,使用兩臺或多臺(2)高速攝像機的三維運動立體視覺測量技術較單個攝像機具有更高的測量精度與穩(wěn)定性,得到了更多的實際應用。本文在現(xiàn)有運動視覺測量理論基礎上,研究了基于編碼特征的三維運動立體視覺測量方法,以提高測量精度為目的,對編碼特征的高精度識別及定位、立體視覺測量攝像機高精度標定及立體視覺位姿估計等問題進行了研究。為了能準確地定位并識別出編碼標志點,提出了基于特征化的形態(tài)學標志點識別算法,來提高算法的實用性和復雜環(huán)境情況下的識別率。將數(shù)學形態(tài)學算子應用于編碼標識點的識別中,通過形態(tài)學運算提取到編碼標志區(qū)域邊界,利用聚類及多約束條件對標志點圖像進行去噪,最后根據所提出的標志點特征向量準確的識別出編碼標志點的唯一身份信息。針對視覺測量中圓形標志點中心定位問題,以攝像機成像的透視投影變換以及空間解析幾何理論為基礎,提出了一種基于改進Zernike矩的圓形標記中心高精度定位算法。對空間圓透視投影變換產生的誤差進行分析并給出相關基本原理,利用構造出的Zernike矩求解模型分析矩模板和理想模型產生的原理偏差,提出修正公式對其進行補償,采用改進的邊緣判據來對圖像邊緣進行亞像素定位。利用最小二乘橢圓擬合算法擬合圓心,反求邊緣點,濾除殘差較大的點,再對橢圓中心進行精確定位,從而實現(xiàn)圓形特征目標點的高精度定位。對三維運動立體視覺測量中的攝像機高精度標定問題進行了研究。提出了一種基于十字靶標的立體視覺測量攝像機高精度標定方法。首先采用多視圖幾何約束和光束平差優(yōu)化精確獲得兩攝像機內、外參數(shù);然后引入攝像機間的固定相對關系約束,對傳統(tǒng)光束平差法方程構造過程進行了改進,使每次迭代過程中只需對拍攝的兩幅圖像中一個攝像機的外參數(shù)進行優(yōu)化,更好地將兩個攝像機綁定為一個攝像機,并且有效增加平差系統(tǒng)的多余觀測數(shù),使優(yōu)化精度更高,同時法化矩陣的維數(shù)比傳統(tǒng)算法降低了一半;最后利用靶標重投影坐標與原始靶標坐標之間的關系構造一個誤差補償矩陣,修正立體視覺測量攝像機姿態(tài)矩陣,提高立體視覺測量攝像機標定精度。對基于特征點的三維運動立體視覺位姿估計問題進行研究。當前的多點迭代方法都是假設特征點測量誤差均勻分布,然而在實際測量過程中,測量誤差往往是各向異性且非獨立同分布的。因此,本文提出一種基于特征測量誤差加權的廣義正交迭代(GOI)位姿估計方法。利用協(xié)方差矩陣描述特征點方向不確定性,將特征點測量誤差的不確定性融入到新目標函數(shù)中并建立符合實際應用的目標函數(shù),使該方法可以適應于特征點測量誤差具有不同程度的方向不確定性情況。擴展到立體視覺中,能夠組合多個攝像機來擴寬系統(tǒng)的視野,而且還可以利用冗余測量信息來增強系統(tǒng)對噪聲的魯棒性。為了對三維運動立體視覺測量系統(tǒng)設計提供理論指導,從影響系統(tǒng)測量精度的因素入手,對攝像機布局結構和三維重構誤差進行分析,給出測量系統(tǒng)誤差計算公式。根據分析結果設計三維運動立體視覺測量系統(tǒng),并通過測試實驗對測量系統(tǒng)精度進行驗證,來證明本文所提方法的正確性及測量系統(tǒng)的可靠性。測試結果表明本文三維運動立體視覺測量系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對目標三維運動的高精度測量。
[Abstract]:In order to accurately locate and identify coding mark points , a new method of 3D motion stereo vision measurement based on feature is proposed to improve the accuracy and stability of camera . A three - dimensional motion stereo vision measuring system is designed according to the results of the analysis , and the accuracy of the measuring system is verified by the test experiment . The test results show that the three - dimensional motion stereo vision measuring system can realize the high - precision measurement of the three - dimensional motion of the target .
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41

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本文編號：2086283