基于相機(jī)畸變校正的視覺(jué)測(cè)量方法.pdf

1、基于相機(jī)畸變校正的視覺(jué)測(cè)量方法，具有非接觸式、高精度、高智能等優(yōu)點(diǎn)，使得這項(xiàng)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)和機(jī)械加工中的軸徑測(cè)量方面有著廣闊的應(yīng)用前景。由此，本文對(duì)基于機(jī)器視覺(jué)的軸徑系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)相應(yīng)的亞像素邊緣檢測(cè)技術(shù)和攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù)進(jìn)行了研究和分析，基于這些工作，建立了軸徑測(cè)量模型，并提出了一種基于鏡頭畸變校正的平面尺寸測(cè)量方法。
　　該文主要在四個(gè)方面做了大量工作:一是基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)，設(shè)計(jì)了軸徑測(cè)量系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)相應(yīng)的攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù)進(jìn)行

2、了研究;二是研究了矩方法、插值法等幾種常用的亞像素邊緣檢測(cè)方法;三是根據(jù)成像過(guò)程和軸的幾何特征，建立了WCS，并以此為基礎(chǔ)，建立了基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的軸徑測(cè)量模型;四是提出了一種基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的高精度的平面尺寸測(cè)量方法，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其優(yōu)越性。文章各個(gè)章節(jié)的主要內(nèi)容如下:
　　第一章探討了機(jī)器視覺(jué)技術(shù)在國(guó)內(nèi)和國(guó)外的研究現(xiàn)狀以及基于機(jī)器視覺(jué)的軸徑測(cè)量技術(shù)的研究近況。本章首先從工程實(shí)際對(duì)軸徑測(cè)量精度的要求以及軸徑測(cè)量技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀入手

3、，闡述了基于機(jī)器視覺(jué)的軸徑測(cè)量技術(shù)的重要性以及發(fā)展前景。接著從國(guó)內(nèi)和國(guó)外兩個(gè)方面對(duì)機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的發(fā)展歷程和近況進(jìn)行詳細(xì)介紹，說(shuō)明機(jī)器視覺(jué)技術(shù)已經(jīng)在人們生產(chǎn)生活的眾多領(lǐng)域得到廣泛使用。最后本章說(shuō)明了隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步人們對(duì)軸的測(cè)量精度越來(lái)越高，為本課題的設(shè)計(jì)指明了方向。
　　第二章著重分析了基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的軸徑測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法及其攝像機(jī)標(biāo)定方法。首先，從軸件加工的閉環(huán)控制出發(fā)，闡述了基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的軸徑測(cè)量系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)，包

4、括執(zhí)行機(jī)構(gòu)、被測(cè)量軸、照明裝置、攝像機(jī)、計(jì)算機(jī)等部分。接著分析了系統(tǒng)的硬件的選擇，包括照明裝置的選擇、攝像機(jī)的選擇、鏡頭的選擇和圖像采集卡的設(shè)計(jì)。最后研究了攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù)的原理與方法，包括研究了攝像機(jī)成像模型的建立方法和模型中的坐標(biāo)系的建立方法。
　　第三章研究了幾種比較習(xí)見(jiàn)的亞像素邊緣檢測(cè)方法，其中包括插值法、矩方法和高斯擬合法，在此基礎(chǔ)上，為了實(shí)現(xiàn)軸徑測(cè)量，滿足測(cè)量的實(shí)時(shí)性和高精度要求，提出了相應(yīng)的亞像素邊緣檢測(cè)精度評(píng)價(jià)方法，

5、并利用實(shí)驗(yàn)對(duì)前述的幾種方法的精度進(jìn)行評(píng)價(jià)與分析。
　　第四章研究了軸徑模型的建立。根據(jù)成像過(guò)程和軸的幾何特征，建立了WCS，在此基礎(chǔ)上建立了基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的軸徑測(cè)量模型和實(shí)現(xiàn)步驟，并給出了測(cè)量模型參數(shù)的標(biāo)定方法，并建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，以獲得最優(yōu)解。
　　第五章提出了一種基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的高精度的平面尺寸測(cè)量方法。在該方法中，通過(guò)一個(gè)改進(jìn)的校正模型，研究并設(shè)計(jì)了一種新的算法，通過(guò)這個(gè)算法，在測(cè)量軸徑前，可以對(duì)鏡頭畸變進(jìn)行校正，