視覺(jué)坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、視覺(jué)坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)(Vision Coordinate Measurement System)是近年來(lái)工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域中的新測(cè)量技術(shù),其核心問(wèn)題是如何通過(guò)兩維CCD圖像精確地恢復(fù)出被測(cè)量目標(biāo)的三維信息.其中特征點(diǎn)成像中心確定的準(zhǔn)確程度直接影響了整個(gè)系統(tǒng)的精度,因此,本文研究了一種改進(jìn)的特征點(diǎn)成像中心的獲取方法和降低CCD像感器噪聲的校正算法.這一研究對(duì)提高視覺(jué)坐標(biāo)測(cè)量精度和視覺(jué)坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用意義重要.在視覺(jué)坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)中采用CCD作為圖像

2、傳感器關(guān)鍵問(wèn)題之一就是提高圖像分辨率,因而分析和研究CCD像感器位置測(cè)量性能是十分必要的.本文分析了CCD亞像素細(xì)分可行性,導(dǎo)出了位置測(cè)量的基本限制公式,針對(duì)兩種常用光信號(hào)能量分布,對(duì)影響測(cè)量精度的參數(shù):信噪比、信號(hào)尺寸、信號(hào)位置等與位置測(cè)量性能之間的關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)的討論,對(duì)進(jìn)一步研究合適的特征點(diǎn)成像中心獲取方法提供了理論依據(jù).特征點(diǎn)圖像處理的好壞,直接影響到測(cè)量的精度.論文結(jié)合CCD像感器位置測(cè)量性能的基本限制,討論了一種采用改進(jìn)的迭

3、代質(zhì)心算法計(jì)算特征點(diǎn)質(zhì)心坐標(biāo)的方法,即計(jì)算出感興趣區(qū)域內(nèi)每行的質(zhì)心位置,然后進(jìn)行擬合并剔除粗大誤差最終得到特征點(diǎn)的質(zhì)心坐標(biāo).通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文所研究的特征點(diǎn)中心坐標(biāo)獲取方法的可行性,并對(duì)改進(jìn)的迭代質(zhì)心算法、傳統(tǒng)質(zhì)心算法和邊緣檢測(cè)擬合算法的性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)比較和分析,表明改進(jìn)的迭代質(zhì)心算法提高了測(cè)頭成像視覺(jué)坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)中特征點(diǎn)成像中心獲取的計(jì)算精度.對(duì)于CCD像感器的光電響應(yīng)非均勻性校正是為了改善其性能,提高成像質(zhì)量和測(cè)量系統(tǒng)的精度,是測(cè)量

4、系統(tǒng)進(jìn)行精確測(cè)量的重要環(huán)節(jié).論文從理論上分析了CCD暗電流和光電響應(yīng)不均勻性產(chǎn)生的原因,根據(jù)光電響應(yīng)模型提出了CCD像素光電響應(yīng)不均勻性的校正方法,給出了像素光電響應(yīng)不均勻性的校正系數(shù)用以計(jì)算校正量;并針對(duì)實(shí)際情況中干擾光的影響,提出了采用變波長(zhǎng)去除干擾方法,可以用來(lái)對(duì)校正方法作進(jìn)一步的修正;最后通過(guò)仿真和試驗(yàn)對(duì)算法進(jìn)行驗(yàn)證.該校正方法可以有效的減小CCD像素光電響應(yīng)不均勻性帶來(lái)的圖像噪聲.論文最后進(jìn)行了基于測(cè)頭成像視覺(jué)坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)中圖