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基于三维视觉技术的物体深度测量系统的研究

洪启松  
【摘要】: 物体深度测量系统在机械、电子以及土木等领域都具有很高的应用价值,而三维视觉技术则是其实现的重要手段之一。本文以物体深度测量这一实际问题作为研究工作的切入点,结合三维视觉解决方案,重点研究了函数逼近思想在传统摄像机标定问题中的重要作用,并通过理论分析和实验仿真对比分析的方法论证了方案的可行性,最后完成了系统的设计并实现了系统的功能。 在设计方案中,本文采用双目三维视觉模型。在特征点采集过程中,采用对样本特征点过程进行插值和亚像素处理。在特征点的匹配过程中,采用激光投射加上基于排序的特征点匹配方法简化问题,并通过约束验证方法,确保特征点的客观与真实性。 传统的标定方法采用基于摄影几何模型的参数求解,须求解各摄像机的内外部参数。实验证明这种方法受到包括摄像机畸变在内的诸多因素影响,因此稳定性和精度并不理想。针对应用环境和设备条件,本文将三维坐标函数直接进行函数逼近,隐藏摄像机参数的标定,设计采用智能计算模型作为逼近函数,并进行了理论分析和实验仿真对比分析。这种方法向下屏蔽了参数的直接求解,隐藏了不利环境和摄像机畸变等影响因素,向上提供了二维坐标对到三维坐标的直接映射,从而可以实现稳定有效的提取特征点进行三维视觉测量,本文最后的实验结果和数据表明,测量结果在可控精度要求之内。


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