移動(dòng)視覺測(cè)量系統(tǒng)性能優(yōu)化方法研究.pdf

1、近年來(lái)隨著航空航天、大型船舶、高速列車等大型裝備制造業(yè)對(duì)數(shù)字化裝配要求的不斷提高，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量任務(wù)提出了更嚴(yán)格的要求。傳統(tǒng)單一的大尺寸測(cè)量?jī)x器已經(jīng)很難滿足該要求，逐漸衍生了大尺寸組合式測(cè)量方法。移動(dòng)視覺測(cè)量系統(tǒng)以非接觸、高精度、測(cè)量范圍廣、高效率、高自動(dòng)化程度等優(yōu)點(diǎn)在大尺寸組合式精密測(cè)量工程中發(fā)揮著重要作用。
　　在深入研究移動(dòng)視覺測(cè)量原理及關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)上，論文對(duì)提高系統(tǒng)性能的方法進(jìn)行了重點(diǎn)研究，主要包括系統(tǒng)可靠性和測(cè)量精度優(yōu)化方法

2、。特征點(diǎn)匹配過程是影響系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，論文對(duì)其做了重點(diǎn)分析并研究了基于編碼網(wǎng)絡(luò)的圖像點(diǎn)匹配方法。精度方面，為了擺脫傳統(tǒng)自標(biāo)定模型局限性對(duì)精度提高的障礙，論文結(jié)合相機(jī)測(cè)角標(biāo)定平臺(tái)提出了基于測(cè)角模型的測(cè)量方法。同時(shí)分別基于有限元分析方法和半?yún)?shù)模型優(yōu)化方法研究了自標(biāo)定模型系統(tǒng)誤差補(bǔ)償方案。系統(tǒng)軟件的易操作性及便捷性是用戶比較關(guān)心的內(nèi)容，論文詳細(xì)分析了系統(tǒng)軟件開發(fā)方法和數(shù)據(jù)庫(kù)管理方法。最后，將上述性能優(yōu)化方法集成到移動(dòng)視覺測(cè)量系統(tǒng)，結(jié)合

3、實(shí)際測(cè)量工程對(duì)系統(tǒng)性能優(yōu)化效果進(jìn)行驗(yàn)證。論文主要工作如下：
　　1、為了減小特征點(diǎn)分布密集及測(cè)量環(huán)境復(fù)雜情況下特征點(diǎn)誤匹配率高對(duì)系統(tǒng)可靠性的影響，論文研究了基于編碼網(wǎng)絡(luò)的間接極線匹配方法和空間交會(huì)匹配方法。前者是通過建立編碼網(wǎng)絡(luò)獲取初步優(yōu)化的相機(jī)內(nèi)外參數(shù)，間接提高基本矩陣求解精度，進(jìn)而提高極線匹配正確率。后者是通過初步優(yōu)化的相機(jī)內(nèi)外參數(shù)將圖像點(diǎn)恢復(fù)到三維空間中，利用空間直線交會(huì)約束關(guān)系確定對(duì)應(yīng)圖像點(diǎn)間的匹配關(guān)系。
　　2、提

4、出基于測(cè)角模型的移動(dòng)視覺測(cè)量方法。首先分析了傳統(tǒng)自標(biāo)定模型存在的局限性及對(duì)測(cè)量精度的影響；然后研究了測(cè)角模型在移動(dòng)視覺測(cè)量中的優(yōu)勢(shì)及可行性，并重點(diǎn)研究了精密測(cè)角平臺(tái)標(biāo)定原理、搭建方法及圖像點(diǎn)方位角確定方法；最后分析了相機(jī)測(cè)角誤差的主要來(lái)源以及測(cè)角誤差對(duì)空間點(diǎn)定位精度的影響。
　　3、重點(diǎn)研究傳統(tǒng)自標(biāo)定測(cè)量模型系統(tǒng)誤差確定及補(bǔ)償方法。為了提高傳統(tǒng)自標(biāo)定模型的測(cè)量精度，論文研究了兩種系統(tǒng)誤差確定方法：借鑒有限元分析方法，首先將像面分成

5、多個(gè)區(qū)域，再結(jié)合相機(jī)測(cè)角標(biāo)定平臺(tái)確定分區(qū)域角點(diǎn)的畸變系統(tǒng)誤差，最后通過雙線性插值確定每個(gè)圖像點(diǎn)的畸變系統(tǒng)誤差。另一種方法在圖像點(diǎn)對(duì)應(yīng)的共線方程中直接補(bǔ)償系統(tǒng)誤差項(xiàng)構(gòu)成半?yún)?shù)模型，利用兩步核估計(jì)算法對(duì)所有未知量同時(shí)進(jìn)行優(yōu)化。
　　4、結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用，對(duì)論文研究的系統(tǒng)性能優(yōu)化方法進(jìn)行了驗(yàn)證。軟件部分是移動(dòng)視覺測(cè)量系統(tǒng)的核心部分，論文詳細(xì)介紹了系統(tǒng)軟件的開發(fā)方法及以優(yōu)化數(shù)據(jù)處理速度及條理性為目標(biāo)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理方法。結(jié)合測(cè)量需求，重點(diǎn)描述