立体视觉在非接触三维测量中的应用与研究

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1、华北电力大学硕士学位论文摘要摘要计算机立体视觉三维测量是一门新兴技术，在现代工业领域尤其是三维轮廓和体积测量等方面有广阔应用前景。本文系统研究了立体视觉三维测量中摄像机定标、特征点的提取与匹配、图像处理和三维计算等关键技术。提出了三维测量实验系统硬件及软件解决方案，在MATLAB环境下编制、调试了实验系统软件，建成了基于双目立体视觉技术的三维测量实验研究平台。在该平台上开展了摄像机定标及回转体、类回转体的三维测量实验，成功实现了空间立体三维信息重建和体积等关键参数的测取。关键词：双目立体视觉，非接触三维测量，摄像机

2、定标，测量实验系统ABSTRACT3Dmeasurementbaseoncomputerstereovisionisanewanddevelopingtechnologywithwideapplicationprospectinthefieldof3Dprofileandvolumemeasurement．Thekeyproblemssuchascameralcalibration，characteristicsobtainingandmatching，imageprocessingand3Dinformation

3、calculationetc．arestudiedinthethesisandthehardwareandSOftwaresolutionsofthemeasurementexperimentalsystemareproposedaswell．Inaddition，anexperimentalplatformbaseonbinocularstereovisionisestablishedandasetofmeasuringprogramisdevelopedonMATLABarchitecture．Alltheex

4、perimentsincludingcameralcalibration，3Dmeasurementsofrevolutionandrevolution·likeobjectsoperatedonthissystemshowthatthedesigned3Dmeasurementexperimentalsystemsucceedsinthe3DinformationreconstructionandthekeyparameterssuchasVOlrimedeterminatjon．WangNingling(Con

5、trolTheoryandControlEngineering)DirectedbyProf．HanPuKEYWORDS：binocularstereovision，non-contact3Dmeasurement，cameracalibration，measurementexperimentalsystem声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《立体视觉在非接触三维测量中的应用与研究》，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处

6、外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：鸷盈日期’‘p峥．11．。》o关于学位论文使用授权的说明本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文：③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学

7、位论文；⑤同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。(涉密的学位论文在解密后遵守此规定)作者签名：日期：堙生．!!·丝导师签名：日期：训、．^∥华北电力大学硕士学位论文1．1选题背景及意义第一章引言与传统的二维图像相比，物体的三维图像能够更加全面、真实地反映客观物体，提供更加丰富而准确的信息。因此，三维测量技术日益成为科学分析、工业控制、生物工程和生物医学等方面研究的重要手段。物体的三维测量主要包括接触式和非接触式两大类。接触式测量的典型代表是三坐标测量机，这种测量方式以精密机械为基础，

8、综合应用光学、电子学、计算机和数控等先进技术，测量精度可高达“m级，是迄今为止最具通用性的传统坐标测量方法。但是，该方法始终存在着一些无法克服的弊端，例如：它采用点接触的测量方式，不适合柔软物体的测量，尤其不适用于那些测头不宜接触的表面；测量速度慢，效率低，需要补充测头直径信息；对于较复杂的曲面，特别是组合曲面，自动跟踪存在一定困难，且可靠性较低；测量机的结