基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的姿態(tài)測(cè)量方法及測(cè)量精度分析.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)理論和圖像采集設(shè)備的發(fā)展,基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的測(cè)量方法因其具有非接觸、測(cè)量范圍廣、成本低、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)而在越來(lái)越多的領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。本文的主要任務(wù)就是設(shè)計(jì)視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)三軸氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)的三維姿態(tài)的測(cè)量,研究?jī)?nèi)容主要包括總體方案設(shè)計(jì)、相機(jī)標(biāo)定、標(biāo)定模板角點(diǎn)坐標(biāo)提取、測(cè)量靶標(biāo)設(shè)計(jì)、特征點(diǎn)中心坐標(biāo)定位、特征點(diǎn)位置預(yù)測(cè)、特征點(diǎn)中心坐標(biāo)定位誤差分析和定位偏差補(bǔ)償?shù)确矫娴膬?nèi)容。
　　首先,從測(cè)量原理和位姿解算算法兩個(gè)方

2、面分別對(duì)單目視覺(jué)相對(duì)位姿測(cè)量系統(tǒng)和雙目視覺(jué)相對(duì)位姿測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了分析,并用仿真方法比較了兩個(gè)系統(tǒng)相對(duì)位姿的測(cè)量精度和魯棒性,確定了單目視覺(jué)測(cè)量方案。
　　其次,對(duì)張正友標(biāo)定法和圓環(huán)點(diǎn)標(biāo)定法進(jìn)行了分析和比較,研究了相機(jī)標(biāo)定精度和標(biāo)定距離之間的關(guān)系,并針對(duì)黑白棋盤(pán)格X型角點(diǎn)附近的圖像灰度分布的獨(dú)特性質(zhì),提出了一種簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、魯棒性較好的X型角點(diǎn)檢測(cè)算法。
　　再次,從減少特征點(diǎn)定位誤差、保證位姿求解的唯一性、易于確定特征點(diǎn)之間的

3、拓?fù)潢P(guān)系三個(gè)方面對(duì)特征點(diǎn)的布局進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì),研究了相應(yīng)的特征點(diǎn)中心定位方法,并提出了一種搜索區(qū)域自動(dòng)調(diào)節(jié)的算法來(lái)預(yù)測(cè)特征點(diǎn)的搜索區(qū)域、提高圖像處理速度。
　　然后,根據(jù)圖像傳感器的性能指標(biāo)詳細(xì)分析了圖像的隨機(jī)噪聲來(lái)源,從圖像數(shù)字化的過(guò)程中分析了特征點(diǎn)中心定位的系統(tǒng)誤差來(lái)源,并研究了由投射投影帶來(lái)的成像平面上橢圓特征點(diǎn)中心定位偏差的補(bǔ)償方法。
　　最后,搭建單目視覺(jué)相對(duì)位姿的實(shí)驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng),完成了相機(jī)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)和相對(duì)位姿測(cè)量實(shí)驗(yàn)