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《南京航空航天大学》 2010年
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基于双目立体视觉的无线柔性坐标测量技术研究

张元元  
【摘要】: 便携式视觉坐标测量系统是近年来测量领域的研究热点之一,与传统的三坐标测量机相比,具有重量轻、便携性好、组建灵活、测量过程简单、测量空间大等优点,非常适合于工业现场测量以及大尺寸测量,可广泛应用于汽车、航空、航天、风电等制造行业。目前,国外在该领域的发展十分迅速,已经有了商用产品,但价格昂贵且核心技术被垄断,因此,开展这一领域的研究具有重要意义以及广阔的应用前景。 本文对以双目立体视觉为基础的无线柔性坐标测量技术进行了研究,利用两台CCD相机、一台电脑以及贴有标记点的测笔组成测量系统,通过手持测笔使其测球接触待测目标点,双CCD相机监控测笔上的标记点,进而通过一系列的图像处理和三维重建算法解算出测球的三维坐标,从而实现目标点三维坐标的测量。在这一基本方法中,测笔上的测球在测笔坐标系中的坐标这一结构参数随着测针的更换而改变,是影响精度的重要因素。因此,对测笔进行标定是视觉坐标测量中的一个关键问题;另外,由于相机视场的有限性,对于大尺寸物体,相机不可能在一个位置上将所有目标点测量完毕,因此,拼合测量在视觉坐标测量中必不可少。本文着重针对测笔标定以及视觉坐标测量方法进行研究,主要内容包括: 1.提出了一种简单有效的测笔标定方法。该方法只需要将测笔的测球放入一个圆锥孔内,然后转动测笔,并用双目立体系统对多个不同转动位置上的测笔进行拍摄,算法利用不同转动位置处,测球球心不变的约束条件,自动确定出测笔上各标记点以及测球球心在测笔坐标系中的坐标。 2.讨论了双目立体相机与被测对象相对位置不变的单站式测量的原理和方法,同时为了克服相机视场的有限性,通过粘贴拼合标记点的方式,实现了相机在多个位置上的拼合测量,借助于拼合标记点,亦可将本系统与三维曲面测量系统相配合,进行复杂曲线、曲面综合测量。 3.对直线、平面、空间圆、球面、圆柱等基本几何元素的拟合问题进行了研究,并在研发的系统中实现了拟合算法,从而使视觉坐标测量系统具备了基本形位特征测量的功能。 本文在自主知识产权的双目立体测量系统ReCreator的基础上,开发了基于手持式测笔的视觉坐标测量软件,同时通过配置一套遥控装置,实现了无线遥控测量功能,从而单人即可进行测量,提高了测量的便捷性和测量效率。应用研发的原型系统进行了一系列测量实验,对测量精度和测量效率进行了验证,效果良好。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP391.41

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李广云;LTD500激光跟踪测量系统原理及应用[J];测绘工程;2001年04期
2 张之江,于庆兵,张智强;双摄像机靶标成像视觉坐标测量方法研究[J];测试技术学报;2004年04期
3 杨伟;陈家新;李济顺;;基于投影的二阶段空间圆线拟合算法[J];工程设计学报;2009年02期
4 黄风山;刘书桂;彭凯;;跟踪测距式三维坐标视觉测量系统[J];光电工程;2006年02期
5 黄风山;钱惠芬;;光笔式单摄像机三维坐标视觉测量系统[J];光电工程;2007年04期
6 杨恒亮;屠大维;赵其杰;;基于三坐标测量机的大口径球面拟合测量方法[J];工具技术;2007年12期
7 徐巧玉;车仁生;;基于光学测棒的立体视觉坐标测量系统的研究[J];光学学报;2008年11期
8 刘长英;叶东;车仁生;陈刚;;视觉测量中光学测头姿态估计方法[J];哈尔滨工业大学学报;2006年10期
9 张辉;张丽艳;陈江;赵转萍;;基于平面模板自由拍摄的双目立体测量系统的现场标定[J];航空学报;2007年03期
10 郑建冬;张丽艳;周玲;王小平;;基于单数码相机自由拍摄的空间点定位[J];航空学报;2007年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张辉;基于随机光照的双目立体测量关键技术及其系统研究[D];南京航空航天大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 唐大林;光学坐标测量机原理研究及系统设计[D];天津大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈征;;一类系统的二次李雅普诺夫函数存在性的判断[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年04期
2 张备伟,吴福朝;基于正十二边行平面模板的摄象机自标定[J];安徽大学学报(自然科学版);2000年04期
3 梁栋,杨尚俊,章权兵;一种基于图象序列的3D重构算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2001年01期
4 孙小军;焦建民;何俊红;;解优化问题的遗传加速信赖域搜索算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2008年03期
5 张家昕;段复建;;一种结合NCP函数的SQP滤子新算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2010年05期
6 葛建中;黄松清;葛丛;;关于三坐标测量策略的探讨[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2010年04期
7 高洪;孟舒;查为民;李玲纯;张海涛;;6-3-3并联机构物理样机结构优化[J];安徽工程大学学报;2011年03期
8 李兵方;胡水玲;;浅析多元凸函数的分析学性质[J];安康学院学报;2011年03期
9 燕峰,李世国;汽车座椅的设计与优化[J];鞍山科技大学学报;2004年05期
10 李江海,孙秦;结构型吸波材料隐身特性的优化设计算法研究[J];兵器材料科学与工程;2004年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 Greig A.Paterson;;A simple test for the presence of multidomain behavior during paleointensity experiments[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(上)[C];2012年
2 刘钰;韩峰;董楠;陆希成;雷鸣;;爆炸容器安全概率的统计分析方法[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(下)[C];2011年
3 王海霞;王春艳;卢晓;;手眼视觉系统的自标定技术[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 ;Development of High-precise Hand-eye Calibration Software System[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 黄进;胡英;马孜;汪洋;;弧形扫描系统关键技术研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 姚智颖;刘冬;;基于Kazakov线性化的迭代滤波[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 ;Recognition of Corners of Planar Checkboard Pattern Image[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 刘伟锋;张卓;王延江;;基于光线衰减的深度获取方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
9 李学东;全权;蔡开元;;双目鱼眼摄像机噪声分析与外参标定[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
10 金晅宏;戴曙光;穆平安;;机器视觉在汽车前照灯配光检测系统中的应用研究[A];第十三届全国汽车检测技术年会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨长强;激光扫描仪检校及车载激光点云的分类与矢量化研究[D];山东科技大学;2010年
2 王玉全;基于全景视觉的移动机器人同时定位与地图创建方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 谭佳琳;粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 陈得宇;基于MAS的智能电压控制系统研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 王文标;基于视觉测量的快速再制造成形系统关键技术研究[D];大连海事大学;2010年
6 吴德烽;计算智能在三维表面扫描机器人系统中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
7 刘冬雁;川西高原甘孜黄土记录的早更新世晚期以来的古气候变化[D];中国海洋大学;2009年
8 王敏;分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响[D];合肥工业大学;2010年
9 郑大腾;柔性坐标测量机空间误差模型及最佳测量区研究[D];合肥工业大学;2010年
10 李方义;区间非概率多目标优化设计方法及其在车身设计中的应用[D];湖南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋抗;压缩机活塞圆度误差数字检测系统研究[D];河南理工大学;2010年
2 饶吉来;基于图像处理的型面联接件检测技术研究[D];河南理工大学;2010年
3 张小亮;非线性规划的信赖域算法[D];河南理工大学;2010年
4 陈忠翔;基于立体视觉的三维重建方法研究[D];南昌航空大学;2010年
5 孙静;基于双目立体视觉的多相机三维重建技术实现[D];山东科技大学;2010年
6 宗雯雯;基于双目立体视觉的特征点匹配关键技术研究与应用[D];山东科技大学;2010年
7 徐芳芳;优化问题的PVD算法研究[D];山东科技大学;2010年
8 徐元;基于双目立体视觉的匹配算法研究[D];山东科技大学;2010年
9 朱耿峰;支持向量机在冲击地压预测模型中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
10 韩晓峰;高斯混合模型及在探测网络社区结构中的应用[D];山东科技大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 傅健,路宏年;工业CT半扫描成像技术[J];北京航空航天大学学报;2005年09期
2 李广云;工业测量系统最新进展及应用[J];测绘工程;2001年02期
3 李广云;LTD500激光跟踪测量系统原理及应用[J];测绘工程;2001年04期
4 冯文灏;回光反射标志的性能与使用[J];测绘通报;1993年04期
5 冯文灏,李欣,高新乔;近景摄影测量的标志与坐标传递件[J];测绘信息与工程;2000年03期
6 冯文灏;V-STARS型工业摄像测量系统介绍[J];测绘信息与工程;2000年04期
7 李广云;非正交系坐标测量系统原理及进展[J];测绘信息与工程;2003年01期
8 金刚;三维动画制作新技术及其展望[J];多媒体世界;2000年08期
9 邾继贵,叶声华;工业现场近景数字摄影视觉精密测量[J];地理空间信息;2004年06期
10 黄桂平,范生宏,贺磊,李广云;视觉测量技术在大型天线模胎检测中的应用[J];地理空间信息;2004年06期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 吴斌;大型物体三维形貌数字化测量关键技术研究[D];天津大学;2003年
2 唐丽;由手提相机获得的序列图像进行三维重建[D];西安电子科技大学;2003年
3 黄桂平;数字近景工业摄影测量关键技术研究与应用[D];天津大学;2005年
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1 袁荣钢;三维空间精密测量系统的开发与研制[D];燕山大学;2002年
2 汪磊;数字近景摄影测量技术的理论研究与实践[D];中国人民解放军信息工程大学;2002年
3 刘海香;散乱数据点曲线拟合的研究及二次曲线拟合的一种新方法[D];山东大学;2005年
4 郑俊;基于立体视觉的通用测量机器人标定模式研究[D];天津大学;2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘佳音,王忠立,贾云得;一种双目立体视觉系统的误差分析方法[J];光学技术;2003年03期
2 付强;王春平;;一种点目标三维重构的新算法[J];科学技术与工程;2008年03期
3 周宏甫;张宗宝;;排爆机器人双目立体视觉系统设计[J];机电工程技术;2008年03期
4 王涛;谢少荣;潘智昊;罗均;;基于双目立体视觉的摄像机外参数快速在线自标定算法[J];机械工程师;2009年01期
5 文怀兴;刘晓红;;挖掘机器人控制实验研究[J];陕西科技大学学报;2010年01期
6 文怀兴;刘晓红;;智能挖掘机器人控制系统的研究[J];机械设计与制造;2010年10期
7 李自力,夏学知,刘玉亮,彭复员,石雄;9自由度会聚双目立体视觉的虚拟飞行导航[J];系统仿真学报;2005年02期
8 何海;汤春林;孙华燕;;双目立体视觉在模型姿态监测中的应用研究[J];计算机技术与发展;2006年11期
9 胡宝洁;曾峦;熊伟;赵忠文;;基于立体视觉的目标姿态测量技术[J];计算机测量与控制;2007年01期
10 祁亨年;汪伟;蒋梁中;;基于双目立体视觉的排爆机器人自动目标抓取[J];广西师范大学学报(自然科学版);2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴雪梅;;采摘机器双目立体视觉系统的标定[A];中国农业工程学会2011年学术年会(CSAE 2011)论文摘要集[C];2011年
2 唐文冰;张彦娥;张东兴;李民赞;;基于双目立体视觉的玉米雄穗识别与定位研究[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
3 李华;;一个基于双目立体视觉的便携式三维扫描仪[A];中国图象图形学学会立体图象技术专业委员会学术研讨会论文集(第三期)[C];2009年
4 付为森;滕光辉;李志忠;;基于双目立体视觉技术种猪体高测量研究[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年
5 任小芳;黄玉美;;移动机器人的双目立体视觉导航[A];制造技术自动化学术会议论文集[C];2004年
6 汤春林;;双目立体视觉在模型姿态非接触测量中的应用研究[A];第十二届全国图象图形学学术会议论文集[C];2005年
7 周平;刘越;王涌天;;ADSP-BF561和XC3S1200E在双目立体视觉系统中的应用[A];第十四届全国图象图形学学术会议论文集[C];2008年
8 张静;李琳;刘晓平;;基于双目视觉的虚拟手的实现[A];计算机技术与应用进展——全国第17届计算机科学与技术应用(CACIS)学术会议论文集(上册)[C];2006年
9 蒋路帆;刘博;白相志;周付根;;术中放疗计划软件的开发及其关键技术研究[A];第十一届中国体视学与图像分析学术会议论文集[C];2006年
10 孙伟;沈家军;张弘怀;洪宝宁;何小元;;土体表面三维位移测试的新方法[A];第一届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(下册)[C];2006年
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1 湖南 刘敏新;用Premiere让水中倒影“碧波荡漾”[N];电脑报;2002年
2 本报记者 温庆生 特约记者 赵丕聪 通讯员 崔持瑜;人民信得过的英雄连队[N];光明日报;2009年
3 小新;相片救星[N];中国电脑教育报;2004年
4 张卒;你的表情我来定[N];计算机世界;2004年
5 本报特约记者 李华敏 罗文义 记者 陈典宏;一个英雄连队的宽阔视野[N];解放军报;2011年
6 何振邦 李京山;“龙眼”和“影子200”无人机[N];中国航空报;2003年
7 江苏 李昊轩 李伟民;用VB和单片机控制实现一锅多星[N];电子报;2007年
8 李同强;短路法修复固件升级失败的MP3[N];中国电脑教育报;2005年
9 山东 崔玉山;卫星天线的快速定位[N];电子报;2007年
10 王淑江;沉着应对突发的数据库灾难[N];中国计算机报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赖小波;机器人双目立体视觉若干关键理论问题及其技术实现研究[D];浙江大学;2010年
2 刘斌;基于双目立体视觉的大锻件尺寸在位测量关键技术研究[D];燕山大学;2010年
3 罗桂娥;双目立体视觉深度感知与三维重建若干问题研究[D];中南大学;2012年
4 项荣;开放环境中番茄的双目立体视觉识别与定位[D];浙江大学;2013年
5 彭祺;基于模式识别的双目立体视觉匹配研究[D];武汉大学;2013年
6 赵波;考虑标记点可见性的叶片运动轨迹算法[D];北京协和医学院;2013年
7 张光伟;立体内视测量技术研究[D];长春理工大学;2008年
8 王满宁;神经导航误差分析与提高空间配准精度的研究[D];复旦大学;2010年
9 高丽;马铁菊头蝠超声声纳系统中的耳朵形变研究[D];山东大学;2012年
10 周灿林;用于三维位移测量的投影栅和图像相关的研究[D];天津大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张元元;基于双目立体视觉的无线柔性坐标测量技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 韩坤芳;基于双目立体视觉的物体形状重建[D];浙江大学;2011年
3 朱军军;双目立体视觉系统摄像机标定方法及控制系统研究[D];扬州大学;2010年
4 曹莉;手术导航中双目立体视觉系统的设计及关键技术的研究[D];济南大学;2011年
5 张杨;基于双目立体视觉的CCD测距系统设计[D];长春理工大学;2010年
6 于希娟;双目立体视觉技术的理论研究与程序实现[D];华北电力大学(北京);2004年
7 陈莹莹;基于双目立体视觉的电力接触导线测高仪样机研制[D];南京理工大学;2010年
8 魏春苗;数码相机双目立体视觉的三维重建[D];兰州理工大学;2011年
9 孙慧;用双目立体视觉技术重建电器触头立体图象[D];河北工业大学;2002年
10 沈璐;基于双目立体视觉的三维重构剖分算法研究[D];东北师范大学;2010年
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