【摘要】：目前手持式視覺測量技術(shù)被廣泛應(yīng)用在汽車制造、航天科工等制造行業(yè),為了克服傳統(tǒng)的線結(jié)構(gòu)光視覺傳感器現(xiàn)場標(biāo)定困難、標(biāo)定精度低等缺點(diǎn),本文針對手持式視覺傳感器,進(jìn)行了大視場雙目視覺跟蹤器和手持式傳感器的標(biāo)定技術(shù)研究,并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了研究成果的可靠性。本系統(tǒng)由雙目跟蹤器和手持式線結(jié)構(gòu)光傳感器構(gòu)成,手持式傳感器測得數(shù)據(jù),由雙目視覺跟蹤器轉(zhuǎn)移到世界坐標(biāo)系,實(shí)現(xiàn)三維重建。本文采用灰度質(zhì)心法提取圓形標(biāo)記點(diǎn)的中心,引入方向模板提取激光條紋的中心。提出了基于一維標(biāo)準(zhǔn)桿的雙目視覺跟蹤器的標(biāo)定方法,該方法首先利用消隱點(diǎn)屬性和交比不變性完成光學(xué)中心和畸變的標(biāo)定,之后利用對極幾何和Kruppa方程完成其他攝像機(jī)參數(shù)的標(biāo)定,最后通過捆綁式調(diào)整優(yōu)化全部參數(shù)。針對手持式視覺傳感器,提出了基于平面模板的標(biāo)定方法,利用交比不變性和平面模板上已知距離的特征點(diǎn)得到光平面上標(biāo)定點(diǎn)的世界坐標(biāo),然后求得光平面。利用MATLAB軟件成功提取了圓形標(biāo)記點(diǎn)和激光條紋的中心,精度達(dá)到亞像素級別,適合于測量系統(tǒng)中的特征提取;分別采用了模擬實(shí)驗(yàn)和實(shí)際實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于一維標(biāo)準(zhǔn)桿的標(biāo)定方法,結(jié)果表明該方法適用于大視場雙目視覺傳感器的標(biāo)定,標(biāo)定效率高;采用帶有標(biāo)記點(diǎn)的平面模板實(shí)現(xiàn)了光平面的快速標(biāo)定,該方法應(yīng)用成本低,簡單、快速;精度測試實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在3500x4500mm2的測量場中,系統(tǒng)的測量精度達(dá)到0.07mm。
【圖文】：

第一章 緒論外形和尺寸檢測一直是人類生活中無法避免的，隨著現(xiàn)代社會生活水平的提制造技術(shù)的飛速發(fā)展，加工的零件具有各種不同的形狀和尺寸，同時人們愈加效率、低本以及高精度，傳統(tǒng)的測量方式，比如卡尺、千分表、量塊，已經(jīng)無生產(chǎn)要求，新的測量方式應(yīng)運(yùn)而生，三維測量正是其中最重要的一項(xiàng)，其在工與組裝、虛擬模擬、逆向工程等領(lǐng)域都已發(fā)揮巨大的作用，同時三維測量技術(shù)醫(yī)學(xué)、教育科研、文化創(chuàng)意、甚至犯罪現(xiàn)場分析等領(lǐng)域的應(yīng)用也正在興起。1 三維測量方法概述目前，在工業(yè)中被實(shí)際應(yīng)用的三維測量方法可大致分兩種：接觸式測量，非測量，如圖 1.1。

圖 1.2 三坐標(biāo)測量機(jī)非接觸式測量技術(shù)大致包括光學(xué)、聲學(xué)、電磁學(xué)等方面，但就目前而言，應(yīng)用為廣泛和最有發(fā)展前景的是光學(xué)非接觸式測量，全站儀在角度測量發(fā)展過程中應(yīng)用生，，在測繪作業(yè)中發(fā)揮著巨大作用；激光雷達(dá)的研發(fā)于上個世紀(jì)七十年代就已經(jīng)開其工作原理和雷達(dá)相似，可以同時實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)測量和形面測量，效率高，但價格昂貴激光 3D 投影系統(tǒng)主要應(yīng)用在汽車零部件、飛機(jī)部件的裝配中[2]，將已有的設(shè)計(jì)好的型直接打在汽車或飛機(jī)上，對裝配檢測工作起指導(dǎo)作用，相對于三坐標(biāo)測量機(jī)的優(yōu)是直觀，缺點(diǎn)在于工作過程中投影光線易被遮擋；立體視覺可以分為手持式與非手式，主要區(qū)別在于便攜性以及隱藏細(xì)節(jié)測量質(zhì)量不同，而且手持式測量儀可以實(shí)現(xiàn)態(tài)測量，可以分為被動式和主動式，主要區(qū)別在于采用光源形式不同，被動式是指有任何添加光源，在自然光條件下拍攝物體進(jìn)行測量，可分為單目、雙目、多目測主動式測量是系統(tǒng)采用結(jié)構(gòu)光照射被測物，攝像機(jī)采集經(jīng)過結(jié)構(gòu)光調(diào)制的光信息，而實(shí)現(xiàn)三維物體測量[3]。非接觸式的光學(xué)測量方法相對于接觸式三坐標(biāo)測量方法，擴(kuò)了測量范圍，增加了測量點(diǎn)數(shù)，測量速度明顯提高，應(yīng)用范圍更加廣泛。
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41;TP212

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 Lee Kielblock;;視覺傳感器迎來快速發(fā)展[J];現(xiàn)代制造;2006年06期

2 Lee Kielblock;;視覺傳感器迎來快速發(fā)展[J];電氣時代;2006年05期

3 ;視覺傳感器在制藥包裝行業(yè)中的應(yīng)用[J];現(xiàn)代制造;2007年12期

4 曾波;周非;王中金;王立宗;;視覺傳感器在卷煙燃燒儀中的應(yīng)用[J];煙草科技;2008年09期

5 劉震;張廣軍;魏振忠;;基于雙平面靶標(biāo)的多視覺傳感器現(xiàn)場全局校準(zhǔn)[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2009年07期

6 霍軍;劉建平;;一種視覺傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)方法[J];科技信息;2010年05期

7 劉正飛;;機(jī)器人近距離視覺傳感器的解析[J];長春光學(xué)精密機(jī)械學(xué)院學(xué)報(bào);1986年01期

8 思源;;防火災(zāi)用激光視覺傳感器[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;1990年03期

9 霍平;李寧寧;張海旺;張光浩;張學(xué)鋒;;結(jié)構(gòu)光視覺傳感器模型分析與研究[J];電焊機(jī);2014年04期

10 廖凱;歐姆龍視覺傳感器系統(tǒng)簡介和應(yīng)用[J];傳感器世界;2000年03期

相關(guān)會議論文 前8條

1 楊學(xué)友;葉振忠;劉常杰;李博文;;一種高速智能化視覺傳感器設(shè)計(jì)[A];第三次全國會員代表大會暨學(xué)術(shù)會議論文集[C];2002年

2 邴志剛;王娟;劉景泰;劉媛;;交互式視覺傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究[A];中國儀器儀表學(xué)會第九屆青年學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

3 湯一平;葉永杰;朱藝華;顧校凱;;智能全景視覺傳感器及其應(yīng)用研究[A];第二屆長三角地區(qū)傳感技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2006年

4 吳曄;張本宏;;網(wǎng)絡(luò)化多視覺傳感器檢測系統(tǒng)的應(yīng)用研究[A];計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用進(jìn)展——全國第17屆計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用（CACIS）學(xué)術(shù)會議論文集（下冊）[C];2006年

5 李勇;米永奇;張騰達(dá);艾竹君;盧榮勝;;基于1394多視覺傳感器在線測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[A];中國儀器儀表學(xué)會第九屆青年學(xué)術(shù)會議論文集[C];2007年

6 吳偉;荊樹帥;胡巖;劉麗明;;基于視覺傳感器的機(jī)器人定位算法研究[A];2009年中國智能自動化會議論文集（第三分冊）[C];2009年

7 劉常杰;楊學(xué)友;葉聲華;;基于FPGA的數(shù)字式智能化視覺傳感器研究[A];中國儀器儀表學(xué)會第五屆青年學(xué)術(shù)會議論文集[C];2003年

8 劉南生;汪巖峰;袁尤智;;激光MIG焊縫視覺傳感的抗雜光干擾研究[A];第十七屆十三�。ㄊ校┕鈱W(xué)學(xué)術(shù)年會暨“五省一市光學(xué)聯(lián)合年會”論文集[C];2008年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前9條

1 陳蕾;康耐視推出第三代Checker視覺傳感器[N];中國包裝報(bào);2009年

2 記者 梁晶;無需緊迫盯梢 電子眼可把質(zhì)量關(guān)[N];中國包裝報(bào);2007年

3 陳蕾;康耐視擴(kuò)充Checker視覺傳感器的檢測功能[N];中國包裝報(bào);2008年

4 本報(bào)記者 曉笛 特約通訊員 黃敏感;長風(fēng)破浪會有時[N];大眾科技報(bào);2002年

5 黃 敏;長風(fēng)破浪會有時[N];大眾科技報(bào);2003年

6 陳蕾;康耐視推出兩款高分辨率Checker視覺傳感器產(chǎn)品[N];中國包裝報(bào);2009年

7 鄧立圣;歐姆龍新品問世[N];中國電力報(bào);2007年

8 編譯 朱丹寧;智能工作伴侶思維接近人類[N];北京科技報(bào);2005年

9 沛沛、肖湘江;機(jī)器小海豹 為你消愁[N];北京科技報(bào);2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 余琨;基于視覺與接近覺的水下多目標(biāo)定位技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2012年

2 林穎;全向視覺傳感器標(biāo)定[D];浙江大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王業(yè)篷;基于視覺傳感器的老人突發(fā)失能檢測算法研究[D];山東建筑大學(xué);2015年

2 李寧;手持式視覺傳感器標(biāo)定技術(shù)研究[D];長春理工大學(xué);2016年

3 趙龍;動態(tài)視覺傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究[D];江南大學(xué);2011年

4 吳彰良;視覺傳感器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與標(biāo)定技術(shù)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2005年

5 王曉麗;視覺傳感器仿真的研究與實(shí)現(xiàn)[D];南京理工大學(xué);2004年

6 蔣國華;視覺傳感器及其圖像匹配算法[D];浙江大學(xué);2007年

7 馬爽;新型柔性測量視覺傳感器設(shè)計(jì)[D];天津大學(xué);2014年

8 劉s

本文編號：2521974