| 【中文题名】 | 光栅投影三维物体测量与系统标定 |
| 【英文题名】 | 3-D Object Measurement and System Calibration of Raster Projection |
| 【学科专业】 | 电路与系统 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-1-22 |
| 【中关键词】 | 光栅投影成像,三维测量,摄像机标定,三维物体重建,逆向工程, |
| 【英关键词】 | raster projection imaging,3-D measurement,camera calibration,3D object reconstruction,reverse engineering, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化系统>数据处理、数据处理系统>采用各种新技术的自动检测系统 |
| 【论文摘要】 | 三维物体测量是获取物体形态特征的一种重要手段，其目的是获取物体的三维信息。在汽车、航空、航天、消费家电、模具、计算机零部件、生产自动化、机器视觉、CAD、医学、工业检测等三维测量领域具有重要意义和广阔的应用前景，因此三维测量的研究具有重要的理论意义、学术价值和应用前景。在三维物体测量中，光栅投影测量技术是最有发展前途的技术之一，目前国外的相关技术发展比较迅速，但是设备造价较高，国内相关的技术仍然比较落后。因此，我们采用光栅投影技术，研究了光栅投影三维成像、三维物体重建及三维物体测量的理论、技术和系统实现。该系统具有结构简单、精度高、速度快、适用面广、自动化程度高等特点。
本文提出了一种不用分离焦距就可求出摄像机内外参数的新方法，针对光栅投影成像三维物体重建及测量系统存在的问题，首先根据透镜成像理论，建立了光栅投影三维成像系统中摄像机的成像模型，推导出了物体与成像之间的关系。最后结合AUTO CAD二次开发技术，完成了与其它CAD软件和逆向工程软件进行三维测量数据的交换。
本文提出了一种高效的圆检测方法，对特征圆进行检测，得到特征点的图像坐标。因为拍摄到的标定图纸黑白分明，对比度... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
2-4 |
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Abstract |
4-8 |
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第1章 绪论 |
8-15 |
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1.1 引言 |
8 |
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1.2 三维物体测量技术的发展现状 |
8-13 |
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1.2.1 莫尔检测技术 |
9 |
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1.2.2 光切法 |
9-10 |
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1.2.3 基于调制度测量的三维检测法 |
10 |
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1.2.4 双目测量法 |
10-11 |
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1.2.5 光栅投影法 |
11-13 |
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1.3 本课题的目的意义和研究内容 |
13-15 |
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第2章 光栅投影三维测量原理及系统构成 |
15-23 |
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2.1 光栅投影成像的基本原理 |
15-17 |
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2.2 光栅投影三维图像重建的基本原理 |
17-18 |
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2.3 光栅投影成像系统的硬件构成 |
18-20 |
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2.4 光栅投影成像重建系统的软件构成 |
20-22 |
|
2.5 本章小结 |
22-23 |
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第3章 光栅投影三维物体测量 |
23-31 |
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3.1 引言 |
23 |
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3.2 一种新的二值化方法 |
23-25 |
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3.3 编码条纹图的处理步骤 |
25-27 |
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3.4 相移图的相移运算 |
27-28 |
|
3.5 误差及分析 |
28-30 |
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3.6 本章小结 |
30-31 |
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第4章 光栅投影三维物体测量系统中的CCD摄像机模型 |
31-40 |
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4.1 引言 |
31 |
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4.2 CCD摄像机模型 |
31-39 |
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4.2.1 CCD像平面的像素坐标系 |
32 |
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4.2.2 CCD像平面的图像坐标系 |
32-33 |
|
4.2.3 CCD摄像机坐标系 |
33-34 |
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4.2.4 世界坐标系 |
34-39 |
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4.3 本章小结 |
39-40 |
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第5章 CCD摄像机的标定算法 |
40-57 |
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5.1 迭代阈值法 |
41-44 |
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5.2 Hough变换检测特征点 |
44-46 |
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5.3 求解近似的射影变换矩阵 |
46-47 |
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5.4 单摄像机内外参数的标定 |
47-52 |
|
5.5 标定两台摄像机之间的关系 |
52-54 |
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5.6 标定实验结果 |
54-56 |
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5.7 本章小结 |
56-57 |
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第6章 计算特征点的坐标并建立世界坐标系的算法 |
57-64 |
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6.1 外极线法匹配在两幅图像中的同一特征点 |
57-59 |
|
6.2 求摄像机l坐标系下的三维点坐标 |
59-61 |
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6.3 摄像机移动情况下特征点数据的融合 |
61-62 |
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6.4 标定算法和双CCD测量算法的精度分析 |
62-63 |
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6.5 本章小结 |
63-64 |
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第7章 测量数据格式转换及三维模型显示结果 |
64-71 |
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7.1 引言 |
64 |
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7.2 测量数据输出及三维模型显示 |
64-67 |
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7.3 实验结果图与实验数据 |
67-70 |
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7.4 本章小结 |
70-71 |
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第8章 总结与展望 |
71-73 |
|
参考文献 |
73-76 |
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在读期间科研成果简介 |
76-77 |
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声明 |
77 |
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学位论文版权使用授权书 |
77-78 |
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致谢 |
78 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.381771 |
