本文關(guān)鍵詞：基于雙目視覺(jué)的火箭噴管運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)研究

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【摘要】：火箭噴管運(yùn)動(dòng)參數(shù)的測(cè)量對(duì)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力矢量的研究具有重要意義,通常采用的接觸式測(cè)量方法測(cè)量火箭噴管運(yùn)動(dòng)參數(shù)難以滿(mǎn)足精度要求,而視覺(jué)測(cè)量技術(shù)具有非接觸、測(cè)量精度高等優(yōu)點(diǎn)獲得了廣泛應(yīng)用。因此,本文對(duì)火箭噴管運(yùn)動(dòng)姿態(tài)視覺(jué)測(cè)量方法進(jìn)行了研究,設(shè)計(jì)了一套基于雙目視覺(jué)的火箭噴管運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)。本文的主要研究工作如下:首先,對(duì)基于雙目視覺(jué)的火箭噴管運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)量方案進(jìn)行了研究,基于相機(jī)徑向畸變模型推導(dǎo)了像點(diǎn)坐標(biāo)畸變矯正算法,給出了基于OpenCV的雙目相機(jī)標(biāo)定方案,對(duì)三角測(cè)量法進(jìn)行改進(jìn),完成空間點(diǎn)的三維重建。提出了基于雙截面的噴管擺心測(cè)量方案和基于投影的噴管擺角測(cè)量方案。然后,在測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)定及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法部分設(shè)計(jì)了帶編碼標(biāo)志點(diǎn)的十字標(biāo)靶,提高了左右相機(jī)圖像上目標(biāo)點(diǎn)的匹配速度和精度。提出多約束條件的改進(jìn)橢圓擬合法,實(shí)現(xiàn)對(duì)編碼點(diǎn)的精確提取與定位。由于圖像噪聲影響編碼帶解碼結(jié)果的準(zhǔn)確性,同時(shí)采用二進(jìn)制序列作為編碼點(diǎn)的編號(hào)比較復(fù)雜且循環(huán)截?cái)嗖晃ㄒ?因此設(shè)計(jì)了基于中值濾波的十進(jìn)制解碼方案,能得到在一定的投影角度范圍內(nèi)以任何角度放置的十字標(biāo)靶編碼標(biāo)志點(diǎn)的唯一身份信息。考慮相機(jī)之間外參保持不變這一約束條件,設(shè)計(jì)一個(gè)全局代價(jià)優(yōu)化函數(shù)來(lái)得到左右相機(jī)之間的內(nèi)、外參數(shù),實(shí)現(xiàn)測(cè)量系統(tǒng)高精度標(biāo)定。確定各設(shè)備坐標(biāo)系間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法,將特征點(diǎn)坐標(biāo)統(tǒng)一化,以便于進(jìn)行運(yùn)動(dòng)參數(shù)解算,并且基于火箭噴管半實(shí)物模型給出了火箭噴管運(yùn)動(dòng)姿態(tài)視覺(jué)測(cè)量方法。本文最后完成了在VS2010開(kāi)發(fā)平臺(tái)下的測(cè)量軟件設(shè)計(jì),搭建了基于MFC框架的軟件界面。實(shí)驗(yàn)表明:該系統(tǒng)能夠自動(dòng)提取編碼點(diǎn),完成解碼過(guò)程,得到編碼點(diǎn)的身份信息和中心坐標(biāo)。雙目視覺(jué)系統(tǒng)的標(biāo)定精度用標(biāo)準(zhǔn)桿的絕對(duì)測(cè)量誤差表示,在測(cè)量距離約為3600mm,圖像大小為1680?1710像素,兩相機(jī)基線(xiàn)距約為640mm時(shí),平均誤差值為0.16mm。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：V43;TP391.41
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本文編號(hào)：1150951