| 【中文题名】 | 三维扫描系统中参数标定方法研究 |
| 【英文题名】 | Research of Parameters Calibration Method of 3D Scan System |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-3-2 |
| 【中关键词】 | 逆向工程,三维检测,系统参数,标定点,亚像素,标定 |
| 【英关键词】 | Reverse Engineering,System Parameters,Calibration Point,Subpixel,Calibration, |
| 【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>集中检测与巡回检测系统 |
| 【论文摘要】 |
三维重构是一项新兴的非常有前景的技术,在逆向工程和产品快速检测等领域中有着广泛的应用。但是,如何快速而准确地获取被测物体表面的三维几何形状信息,并根据这些信息对被测物体形状进行三维恢复,是困扰着众多从事这方面研究工作人员的一项重要技术难题。对于基于双目视觉原理进行三维重构的应用场合,摄像机的标定是从二维图像恢复三维图像的前提,本文的主要内容包括标定点圆心的定位及标定算法两部分。
标定点数据的精度直接决定了标定结果的精度。本文提出了一种基于目标边缘过渡区域灰度信息的亚像素定位算法。用CCD摄像头摄取标定点图像后,计算各像素的梯度值,设定一定的阈值,提取出过渡区域的像素,利用这些像素的位置信息和灰度信息求解标定点圆心的位置。同时,本文还利用直线的投影不变性对各种圆心的亚像素定位算法进行了比较。
在目前已有的研究成果的基础上,对摄像机参数的标定算法做了进一步的探索研究,提出了一套适合本课题应用要求的标定算法。由于系统参数的准确与否极大地影响三维重构的精度。所以本文对系统的标定做了重点研究——即确定要标定哪些系统参数,怎样标定这些系统参数以及如何利用现有的转换模型和试验结果检验标定的系统参数... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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Abstract |
5-8 |
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第一章 绪论 |
8-13 |
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1.1 逆向工程技术 |
8-9 |
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1.2 三维检测方法与技术 |
9-10 |
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1.3 课题研究概述 |
10-11 |
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1.3.1 课题研究的目的 |
10-11 |
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1.3.2 光栅式三维检测系统的基本组成 |
11 |
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1.3.3 课题的意义及应用前景 |
11 |
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1.4 本文所完成的主要工作 |
11-13 |
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第二章 系统标定模型 |
13-22 |
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2.1 光栅式三维检测的基本原理 |
13-15 |
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2.2 理想摄像机模型 |
15-18 |
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2.2.1 内部参数模型 |
15 |
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2.2.2 外部参数模型 |
15-16 |
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2.2.3 针孔透视变换模型 |
16-18 |
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2.3 摄像机畸变模型 |
18-19 |
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2.4 单摄像机模型的确定 |
19-20 |
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2.5 相对位置参数的标定 |
20-21 |
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2.6 本章小结 |
21-22 |
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第三章 标定点圆心的定位方法研究 |
22-40 |
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3.1 亚像素基本概念及应用条件 |
22-23 |
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3.1.1 亚像素基本概念 |
22-23 |
|
3.1.2 亚像素算法的应用条件 |
23 |
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3.2 几种常用的圆心定位方法 |
23-25 |
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3.2.1 形心法 |
23-24 |
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3.2.2 Hough 变换法 |
24-25 |
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3.2.3 曲线拟合法 |
25 |
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3.3 基于目标边缘灰度过渡带的圆心定位法 |
25-29 |
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3.3.1 加权曲线拟合法 |
26-27 |
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3.3.2 高斯曲面拟合法 |
27-29 |
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3.4 具体实施方案 |
29-36 |
|
3.4.1 圆心粗定位及大圆的识别 |
30-33 |
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3.4.2 圆心的亚像素级定位 |
33-34 |
|
3.4.3 圆心数据的坐标匹配 |
34-36 |
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3.5 标定点圆心定位结果比较及精度分析 |
36-39 |
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3.6 本章小结 |
39-40 |
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第四章 检测系统的标定 |
40-57 |
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4.1 摄像机标定综述 |
40-43 |
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4.1.1 传统的摄像机标定方法 |
40-42 |
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4.1.2 摄像机自标定方法 |
42-43 |
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4.2 摄像机成像中心的确定 |
43-45 |
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4.2.1 基本定理 |
43-44 |
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4.2.2 成像中心的标定 |
44-45 |
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4.3 畸变参数的标定 |
45-47 |
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4.4 外部参数及有效焦距的标定 |
47-51 |
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4.5 标定结果及系统误差分析 |
51-56 |
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4.5.1 标定结果 |
51-53 |
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4.5.2 重构结果 |
53-55 |
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4.5.3 误差分析 |
55-56 |
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4.6 本章小结 |
56-57 |
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第五章 总结 |
57-59 |
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5.1 课题中完成的工作 |
57-58 |
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5.2 课题中尚存在的问题及对工作的展望 |
58 |
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5.3 结束语 |
58-59 |
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致谢 |
59-60 |
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参考文献 |
60-62 |
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作者硕士期间发表的论文 |
62 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.382028 |
