自动图像标定及其在钢轨磨耗测量系统中的应用.pdf

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1、论文题目自动图像标定及其在钢轨磨耗测量系统中的应用学科专业光学工程指导教师余学才教授作者姓名吴福华学号200921050508万方数据分类号密级注1UDC学位论文自动图像标定及其在钢轨磨耗测量系统中的应用（题名和副题名）吴福华（作者姓名）指导教师姓名余学才教授电子科技大学成都（职务、职称、学位、单位名称及地址）申请专业学位级别硕士专业名称光学工程论文提交日期2012.04论文答辩日期2012.05学位授予单位和日期电子科技大学答辩委员会主席评阅人2012年月日注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下

2、进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它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谢意。签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文

3、。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日万方数据摘要摘要视觉测量技术所具有的非接触、高效率、全自动等优点使其在工业检测等领域中得到广泛的应用。本文是以对光结构法视觉测量系统的研究为基础，对其中的单摄像机视觉测量系统中的标定技术做了深入研究。标定是视觉测量系统的关键技术之一，它决定着测量系统的精度。本文详细分析了成像系统产生畸变的原因，建立的成像模型考虑了相机的各种畸变效应。系统的标定包括相机内参数、畸变系数以及传感器的结构参数的确定。本文提出的标定方法有效地解决了系统的标定状态和工作状态一致性的问题，标定过程简单，精度合适。本文以钢

4、轨磨耗图像测量系统中的图像标定为研究背景，对以往的各种相机标定方法进行了研究分析，从理论上证明了能够通过单幅图片提取其世界坐标并在测量平面内进行几何尺寸的测量，在此基础上，提出了由图像直接还原到测量平面坐标系的隐参数标定法。设计、制作了专用的标定板，开发了一个基于MFC的标定软件，标定计算中运用了最小二乘原理减小误差，并对标定结果进行了验证。用此方法对钢轨磨耗图像测量系统进行了标定，经过实验室和现场测量，系统达到了预期的效果，进一步证明了这种标定方法是有效可行的。参与的研究项目“GHC-1钢轨头部磨耗激光图像测量分析装置”通过了科技成果鉴定。关键词：视觉测量，

5、钢轨磨耗，标定，隐参数I万方数据ABSTRACTABSTRACTVisualmeasurementhasbeenwidelyusedinindustrialinspectionforitsnon-contact,highefficiencyandautomatic.Thisdissertationisbasedontheresearchoftheopticalstructuremethodofvisualmeasurementsystem.Thecalibrationtechniqueinthesinglecameravisionmeasurementsyst

6、emhasbeendiscussed.Calibrationisoneofthekeytechnologiesofvisionmeasurementsystemwhichdeterminestheaccuracyofthemeasurementsystem.Thecalibrationincludesthedeterminationofthesensor’sstructureparametersandtheintrinsicparametersanddistortioncoefficientsofthecamera.Inthisdissertationthed

7、istortionoftheimagingsystemhasbeendiscusseddetailed,animagingmodelwhichconsidersavarietydistortioneffectwasputup.Theproposedmethodeffectivelysolvestheconsistencyproblemofthesystem’scalibrationstatusandworkingstatus.Thecalibrationprocessissimpleandtheaccuracyisproperly.Theresearchbac

8、kgroundofthisdisser