柔性結(jié)構(gòu)編碼標(biāo)志點視覺測量關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、在航空航天領(lǐng)域，如何測量太陽能帆板的結(jié)構(gòu)振動是一個重大難題。現(xiàn)如今，雙目立體視覺擁有非接觸、高精度等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于振動測試，并逐漸取代了傳統(tǒng)的加速度計等接觸式傳感器。在此，為了將雙目立體視覺方法應(yīng)用到柔性太陽能板系統(tǒng)上，大視場和精確匹配兩個方面的問題急需解決。柔性太陽能板由于表面紋理特征不明確，因此無法通過太陽能板自身特征進行匹配，這里需要人為設(shè)置標(biāo)志點。為了滿足大視場和多角度的測量要求，首先考慮到的就是編碼標(biāo)志點，它除了易于識別和

2、互相區(qū)分的特點外，還要求數(shù)目能夠滿足實驗需要。本文的主要研究工作如下:
　　(1)搭建雙目立體視覺振動測量系統(tǒng)，重建出三種非編碼標(biāo)志點在振動條件下的運動軌跡。實驗結(jié)果表明:圓形標(biāo)志點更適合該條件下的測試實驗。首先介紹了幾類典型的非編碼標(biāo)志點的檢測方法，然后選用高速工業(yè)相機、采集卡、柔性太陽能板、編碼標(biāo)志點、計算機等搭建雙目立體視覺系統(tǒng)，對點、圓和十字這三種標(biāo)志點進行正弦信號的振動測試分析。通過相機標(biāo)定的參數(shù)，得到了三種標(biāo)志點的運動

3、軌跡，其Y方向上的運動基本符合正弦模型。最后通過擬合工具箱，擬合出三種標(biāo)志點相對于初始信號的RMSE值，通過比較證明圓形標(biāo)志點擬合效果最好。
　　(2)自行設(shè)計了一種帶有起始信息的編碼標(biāo)志點。實驗結(jié)果表明:該標(biāo)志點能夠穩(wěn)定被識別。本文設(shè)計的編碼標(biāo)志點由起始點、定位點、和編碼點這三類組成，在設(shè)計上能夠滿足仿射變換不變性，在數(shù)量極具拓展性，是同等編碼數(shù)目上的數(shù)倍左右。文章對該編碼方案的編碼和解碼做出詳細說明，并附上實驗圖像和結(jié)果以驗證

4、該方案的可靠性和穩(wěn)定性。
　　(3)使用上述具有起始特征的編碼標(biāo)志點粘貼在柔性太陽能板上，測量出柔性太陽能板的面型。結(jié)果表明:本方案測得的柔性太陽能板的面型精度不如三維掃描儀得到的面型精度。本文利用設(shè)計的編碼標(biāo)志點，通過雙目立體視覺的方法，對柔性太陽能板進行分步測量。之后，利用相鄰區(qū)域的公共編碼標(biāo)志點的坐標(biāo)信息，把分步測量的結(jié)果用布爾沙參數(shù)法進行坐標(biāo)拼接，得到柔性太陽能板的整體三維信息。最后，用三維掃描儀出來的柔性太陽能板的三維散