基于機(jī)器視覺的3D光路圖像采集系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究與設(shè)計.pdf

1、雙目立體視覺是機(jī)器視覺中的重要技術(shù),雙目立體視覺就是通過一個攝像機(jī)移動或是旋轉(zhuǎn)或者是兩個攝像機(jī)在不同角度對同一場景進(jìn)行拍攝,獲取兩幅圖像,然后對兩幅圖像進(jìn)行標(biāo)定、校正、各種算法匹配等后期處理,完成三維重構(gòu)。
　　雙目立體視覺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)對在獲取圖像時產(chǎn)生的測量誤差有重要的影響。本文對機(jī)器視覺測量技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢作了分析及對雙目立體視覺原理進(jìn)行了深入的研究,提出了一種圖像采集系統(tǒng),即基于機(jī)器視覺及雙目立體視覺的雙光路雙 CCD

2、圖像采集系統(tǒng)。本文主要研究內(nèi)容具體如下:
　　(1)本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)為雙光路光軸之間的夾角和雙 CCD光學(xué)透視中心之間的基線距離,另一個結(jié)構(gòu)參數(shù)工作距離是固定不變的。通過采用圖像雅克比矩陣方法和最小二乘法,對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)對采集圖像時產(chǎn)生測量誤差進(jìn)行分析研究,并利用MATLAB軟件進(jìn)行仿真分析。分析研究得出系統(tǒng)的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù):夾角為74°時,Z方向上的測量誤差最小;夾角為85°時,測量的總誤差最小。
　　(2)對雙光路雙 CCD

3、圖像采集系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計。并對各部分進(jìn)行研究設(shè)計,包括光學(xué)鏡頭設(shè)計、光源部分設(shè)計、機(jī)械部分設(shè)計以及 CCD的選取。
　　(3)設(shè)計出雙光路雙 CCD圖像采集系統(tǒng)樣機(jī),搭建了圖像采集系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺。通過對被測目標(biāo)太陽能柵線進(jìn)行圖像采集實(shí)驗(yàn),圖像采集結(jié)果與仿真結(jié)果相吻合,驗(yàn)證了本系統(tǒng)研究方法的可行性。
　　通過對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)對采集圖像時產(chǎn)生的測量誤差的分析研究可看出:采集圖像時設(shè)定好系統(tǒng)參數(shù),可降低因系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)造成的測量誤差,為