立體視覺(jué)系統(tǒng)及其在靜態(tài)尺寸與動(dòng)態(tài)軌跡測(cè)量中的應(yīng)用.pdf

1、現(xiàn)代制造業(yè)的快速發(fā)展對(duì)測(cè)量技術(shù)的自動(dòng)化和智能化程度的要求不斷提高。機(jī)器視覺(jué)具有非接觸、精度高、速度快、靈活、信息豐富等優(yōu)點(diǎn)，在產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)、機(jī)械加工、目標(biāo)追蹤等領(lǐng)域具有重要的研究?jī)r(jià)值。
　　本文以立體視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)為研究對(duì)象，分析了相機(jī)標(biāo)定、圖像采集和預(yù)處理、特征提取與匹配、幾何測(cè)量算法等理論問(wèn)題，構(gòu)建了立體視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了立體視覺(jué)系統(tǒng)在靜態(tài)工件尺寸測(cè)量和動(dòng)態(tài)目標(biāo)空間軌跡信息獲取中的有效應(yīng)用。
　　首先闡述了機(jī)

2、器視覺(jué)測(cè)量技術(shù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，重點(diǎn)分析了視覺(jué)系統(tǒng)的硬件性能指標(biāo)和選型依據(jù)，基于Basler工業(yè)相機(jī)、Kowa鏡頭、STM32等硬件設(shè)備搭建了立體視覺(jué)測(cè)量平臺(tái)，使用STM32開(kāi)發(fā)板對(duì)工業(yè)相機(jī)組進(jìn)行同步觸發(fā)控制實(shí)現(xiàn)了立體視覺(jué)圖像采集。
　　分析了相機(jī)成像的原理，建立了理想成像和實(shí)際畸變模型。深入研究張正友標(biāo)定法，明確了單目標(biāo)定、雙目標(biāo)定、畸變矯正的原理和實(shí)現(xiàn)流程，得到由圖像坐標(biāo)向?qū)嶋H坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的理論依據(jù)和計(jì)算方法。
　　研究

3、了視覺(jué)測(cè)量技術(shù)相關(guān)的圖像濾波、二值化、幾何特征提取算法，對(duì)比Hough算法和最小二乘算法效果，結(jié)合圓度誤差和最小二乘法對(duì)圓形特征進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)合最小外接矩形和Harris算法對(duì)矩形特征頂點(diǎn)亞像素坐標(biāo)進(jìn)行提取，提出了基于Harris-NCC算法進(jìn)行角點(diǎn)特征立體匹配優(yōu)化的計(jì)算依據(jù)。
　　將研制的立體視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)用于工件幾何尺寸的機(jī)器視覺(jué)測(cè)試實(shí)驗(yàn)和羽毛球三維空間運(yùn)動(dòng)軌跡測(cè)量實(shí)驗(yàn)，分析了實(shí)驗(yàn)誤差，明晰了視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)的性能參數(shù)，驗(yàn)證了所提算