近场数字摄影测量技术在三维测量中的应用

基于近场数字摄影测量术建立了用于三维测量的工业视觉系统。本文介绍了近场摄影测量原理、测量系统定标、测量实验及结果,提出用最小二乘的广义逆法求解非线性方程组解决系统的畸变问题。     

基于图像处理的三维测量方法

三维测量通过对景物立体信息的获取可以精确地描述景物的几何形状，基于图像的三维测量是计算机立体视觉中的一项关键技术。本文介绍了利用图像进行三维测量的方法，分析了各种方法的基本原理，并说明了它们各自的特点。     

分析大型天线测量方法研究及应用

本文首先针对全站仪测量系统和近景摄影测量系统进行简单阐述,进而对于全站仪在天线测量中的应用进行分析,以及详细探究了近景摄影测量的相关影响因素,并给出应用方法。     

基于颜色编码的大型物体表面三维测量

如何获得蕴含了深度信息的深度图像是发展机器视觉的关键。因为结构光空间编码方法只需要一幅图像就可以获得被测物体上可测点的三维信息,具有分辨率高、速度快和易于实现的优点而成为研究热点。一种颜色编码方案被用于大型物体表面的三维测量。这种编码方案以红、绿、蓝三原色以及它们的补色黄、品、青6种颜色作为基本颜色,按着任意相邻的3个条纹颜色排列顺序是唯一的方式组合,构成了颜色编码图案,并由投影仪投射到被测物体上。通过对摄像机拍摄的图像进行解码,获得物体的三维坐标。利用被测物体上的标志特征点,对物体进行分块测量。结合边缘检测及圆心检测确定分割线,对图像进行分割、拼接,实现了对大型物体表面的三维测量。     

条纹相移法测量三维形貌

本文介绍一种高精度、准实时而系统简单的光学测量方法,它是通过测量被物体表面扭曲的结构光强度分布的位相来实现对物体三维形貌的测量的。该方法利用电光调制器相移,采用CCD取样和计算机处理。文中附有对一石膏头像的测量结果,动态范围达到10cm,精度优于0.06     

基于标记点的直升机旋翼动态三维测量方法

为快速方便地获取直升机旋翼动态三维坐标,提出了一种基于编码标记点和立体视觉的旋翼动态三维测量方法,该方法首先采用平面标定法及Bouguet校正算法实现立体标定和图像校正;其次,依据标记点形状和灰度特征,采用图像二值化和连通域标记等方法检测并定位编码标记点的中心,确定标记点像素坐标;然后,采用邻域扫描法对编码点进行解码,得到标记点的码值,并依据码值实现左右视图中同名标记点匹配;最后,利用投影方程求出标记点三维坐标,实现直升机旋翼动态三维测量。仿真实验结果表明该方法精度高,实际测量误差不超过0.3mm,可满足旋翼动态三维测量的要求。     

面向大型零部件的三维形面高精度测量方法

目前,辅助激光视觉测量法已广泛应用于大型零部件的三维形面测量。针对该方法在测量过程中普遍存在的轮廓边界信息获取不准确的问题,提出一种面向大型零部件的三维形面测量方法以获得精确的形面信息和轮廓边界信息。首先,根据光条图像序列采集特性,基于时间流的光条自适应定位方法实现了光条所在区域的实时定位;其次,提出了一种基于光条几何特征突变的边界提取方法,获取光条处的被测物边界行（列）坐标位置;然后,利用光条区域内快速提取的光条中心结果,确定准确的边界特征点坐标,并仅保留边界特征点以内的有效光条中心点;最后,对所提取的有效光条中心进行了三维重建,结合光条扫描实现了整个形面的三维快速测量。实验验证结果表明:该方法可实现被测物三维形面信息的高精度快速测量,同时获取精确的轮廓边界信息,其测量精度达到0.06 mm,且大大减小运算量,满足大型零部件的快速高精度测量要求。     

从一幅透视投影线图识别三维物体

本文提出一种从一幅透视线图识别三维物体的新算法。文中简述了几种识别空间多边形的新方法，对多面体引进了独特的表面分布有序连接表示和逐步扩展特征的识别算法，计算机模拟证实了理论的正确性。     

基于Radon变换的轴对称目标三维姿态测量方法

为测量轴对称目标的俯仰角和偏航角,提出了一种基于Radon变换的轴对称目标三维姿态测量新方法.首先分析了目标成像模型和三维姿态测量原理;其次采用Radon变换算法提取目标的初始中轴线,然后利用最小二乘拟合法优化得到更加精确的结果;最后,以投弃式温深仪探头为对象,设计了仿真及物理实验来验证所提方法.仿真及物理实验表明,该方法能精确地提取目标的中轴线,中轴线角度平均误差小于0.02°.搭建的双目视觉测量系统可以用于目标三维姿态测量,测量精度满足应用需求.     

应用摄影测量技术检测大型天线工作状态的研究

在工作状态下对大型天线面型进行高精度测量与调整是当前国内的一个难题,将基于专业数码相机的摄影测量系统应用于大型天线的检测中：采用回光材料制作人工标志,利用编码标志来完成摄站的自动定向和同名点匹配,经光束法平差解算点的坐标,点位的测量精度优于0．11mm,面型的计算精度达到0．4mm,并与全站仪的测量结果进行比较,进一步验证了上述测量结果的正确性。     

基于远心成像的高精度线激光三维测量方法

精密零部件的高精度三维成像是工业制造和检测的关键任务。针对现有的线激光测量系统效率慢、精度低等问题,提出了利用远心成像的线激光三维测量系统,研究了该系统的标定方法。首先,分别采集不同位置的靶标图像和激光线照射下相同位置的靶标图像,通过远心正交成像标定相机内参矩阵系数和外参位姿关系;然后,建立线激光投影平面与标定目标平面之间的几何关系,求解不同目标平面下的激光线方向矢量,进而通过最小二乘法获得光平面方程;最后,在极大似然准则下,利用Levenberg-Marquard非线性优化算法精确地计算标定参数最优解,搭建了测试系统,开发了专用标定程序。实验结果表明：在60 mm×48 mm的视场下,所设计的系统和方法可以实现优于18μm的测量误差,能够快速准确地重建出三维形貌。     

一种基于机器视觉的结构光三维扫描系统

在研究光条式结构光三维测量方法的基础上,构建一种基于机器视觉的结构光三维扫描系统.该系统利用图像处理提取激光务纹信息,采用三角法测量方法获取深度信息,通过建立数学模型确定在量程范围内的各种参数进行误差与精度分析.实验结果表明该系统的有效性和精度要求.     

基于三维测量模型的立体视觉传感器的现场标定技术

提出了基于双目立体视觉传感器三维(3-D)测量模型的传感器现场标定技术，并建立了标定数学模型。相关实验表明，这种标定方法简单，具有较高的标定精度，最大尺寸测量误差小于0．05mm，对标定环境及靶标的摆放姿态无严格要求。     

基于双目视觉的工件尺寸三维测量

针对传统的接触式测量方法存在测量速度慢、效率低等问题,本文基于双目视觉视差原理,采用了一种双目视觉测量方法。首先,利用双目视觉系统采集带有标志圆的靶标图像对,进行摄像机标定;然后,采用Canny自适应算子检测图像的边缘,通过椭圆拟合来确定特征点,在极线约束条件下完成图像的立体匹配,最后将图像坐标换算成世界坐标系下的三维坐标。实验结果表明,该方法对于有标志点的被测对象具有测量精度高的特点,误差在0.07mm以下。     

远距离运动目标三维测量中图像匹配的研究

采用两个摄像机光轴平行的双目立体视觉测量系统,检测远距离运动物体的三维物体轮廓.阐述了该三维轮廓测量系统中的两个关键技术:提取出合适的图像特征;建立特征间的对应关系.将同一空间物理点在不同图像中的映象点对应起来,由此得到相应的视差图像,实现立体匹配,恢复出物体的三维轮廓.仿真实验结果表明,该三维轮廓测量方法容易实现、对硬件要求不高、精度较高和具有较高稳定性,能够满足远距离运动物体姿态和速度测量的要求.     

复杂微结构三维形貌测量方法的研究

微结构三维形貌测量是研究微加工工艺和微尺寸特性的重要测试内容。本文提出一种基于相移显微干涉术、利用干涉陶建立二维结构模板指导相位展开的新方法,它不仅适用于静态测量,而且能应用于在动态测量中,特别是微机电系统（MEMS）器件的运动测量。以微谐振器为测试器件,对其运动梳齿结构进行了静态三维形貌测量,实验的离面理论测量精度优于0．5nm,测试结构内部的面内理论测量精度优于0．5μm,而边缘尺寸因受到边缘提取方法的影响,其测量精度仅在μm量级。对该方法的缺点和发展方向做了探讨。     

主动三维视觉传感技术的研究

主动三维视觉传感技术主要有飞行时间法、点结构光扫描法、线结构光扫描法和编码面结构光法、莫尔法、相位测量轮廓术、傅里叶变换轮廓术等.介绍了上述各种技术的基本原理和优缺点.提出了一种新的技术,即单幅二维图像不标定自适应三维场景重构技术,给出了它的原理并讨论了其特点.