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标准工业钣金件三维立体量测

胡祺  
【摘要】:计算机视觉的研究目的就是使计算机具有类似于人眼的视觉能力,通过目标在影像平面的二维信息恢复其在三维空间的特性,在这一点上摄影测量的研究目的和计算机视觉的研究目的是相似的。传统的摄影测量是从多幅影像上面提取出同名点,然后利用多片前交解算出其对应的空间点坐标。由于标准工业钣金件表面缺乏纹理,给影像匹配带来了困难,但是标准工业钣金件本身包含大量的直线信息,可以利用这些直线信息进行钣金件的三维量测。 随着CCD的广泛应用,数字图像的获取变得非常的容易,这无疑推动了计算机视觉和近景摄影测量的发展。相机的检校是利用视觉检测技术进行目标的三维量测不可缺少的步骤之一。本文首先采用2维DLT对相机进行粗检校,获得相机参数的初始值;然后应用摄影测量的光束法进行平差解算,获得精确的相机参数。 为了能够提取出影像的边缘,并建立相应的拓扑关系,本文设计了一些标准模型体,通过平移、旋转、缩放将这些标准模型在影像上投影和影像上的目标相套合。然后在模型体经过投影变换得到的二维影像上的模型影像边缘附近提取出目标影像的边缘、角点信息,同时给后面的平差解算提供了模型初值。 共线方程作为摄影测量的核心方程,已经广泛应用于摄影测量的各个领域,但是在传统的摄影测量理论中,共线方程的使用前提是要先提取出严格意义上的同名点,这对于复杂的标准工业钣金件来说是比较困难的。广义点摄影测量理论,将共线方程的适用范围从物理意义上的点推广到数学意义上的点。对于边缘观测数较少,不能提取出严格意义上的同名点的复杂工业钣金件,使用广义点摄影测量平差模型进行解算,可以达到很好的量测精度。同时,利用广义点摄影测量平差模型可以直接解算出特征线的方程,基于此,本文完成了钣金件上圆目标的量测。


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