融合显微立体视觉激光扫描的视差曲面构建方法研究

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1、中文图书分类号：TP391密级：公开UDC：621学校代码：10005硕士学位论文MASTERALDISSERTATION论文题目：融合显微立体视觉激光扫描的视差曲面构建方法研究论文作者：王立卡学科：机械工程指导教师：王跃宗副教授论文提交日期：2016年6月UDC：621学校代码：10005中文图书分类号：TP391学号：S201301106密级：公开北京工业大学工学硕士学位论文融合显微立体视觉激光扫描的题目：视差曲面构建方法研究STUDYONRECONSTRUCTIONDISPARITYSURFACEBASEDONMICROS

2、COPIC英文题目：STEREOVISIONANDLASERSCANNING论文作者：王立卡学科专业：机械工程研究方向：机械及微机电系统结构设计申请学位：工学硕士指导教师：王跃宗副教授所在单位：机械工程与应用电子技术学院答辩日期：2016年6月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，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，也不包含为获得北京工业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

3、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。签名：王立卡日期：2016年6月3日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：王立卡日期：2016年6月3日导师签名：王跃宗日期：2016年6月3日摘要摘要体视显微镜已经在微测量领域应用，传统的测量方法通过全图或局部图像范围内的立体匹配计算视差，但是立体匹配过程要求图像

4、中必须包含充足的特征信息，匹配结果中往往出现较大比例的错匹配和误匹配数据。为此，通过体视显微镜和激光扫描的结合运用，构建了显微立体视觉激光扫描测量系统。使用线型激光条纹扫描目标物体的表面，获得激光条纹的立体图像对序列，采用Hessianmatrix方法提取图像序列中光带的中心轮廓，并对条纹光带中心轮廓进行纵向畸变矫正，建立显微立体视觉系统中左右图像对准和光带中心轮廓配准的规则。定义一种视差坐标空间，在该空间中分析目标物体的运行方向与底板参考平面的关系，提出适用于体视显微镜显微视觉的视差中心轮廓序列的排列方法。使用平面类物体检测本

5、文方法对视差的重构精度，选择四类尺寸、形状不同的曲面类物体检测本文方法重构结果的形状吻合度，重构得到的微小物体视差曲形貌面与物体实际表面形貌相符。视差曲面重构的结果明显优于传统的Blockmatching等方法的计算结果。该方法输出的视差曲面可作为显微视觉模型的输入数据，用于准确重构物空间中微小物体的三维表面形貌。第一章绪论对显微立体视觉测量的研究现状进行了分析，同时阐述了本文的研究内容和意义。第二章对微尺度物体测量进行了功能分析，设计了显微立体视觉激光扫描测量系统，选择合适的硬件配置，规定了测量流程。第三章分析了激光条纹显微图

6、像的特点，通过显微图像区域划分、图像分解、图像滤波步骤对图像进行预处理，进而应用亚像素级条纹中心算法提取出条纹光带中心轮廓。第四章通过对标定样板图像对中格点分析，总结了体视显微镜显微图像中特殊的纵向畸变模型，提出了畸变矫正方法，进而通过实验验证了方法的正确性。第五章给出了目标物体视差曲面和视差空间的定义。分析了目标物体运行方向与底板参考平面的关系，提出适用于体视显微镜显微视觉的视差中心轮廓序列的排列方法，重构出不同类型目标物体的视差曲面。关键词：显微立体视觉；体视显微镜；显微测量；线激光-I-AbstractAbstractMi

7、croscopicstereovisionsystembasedonstereolightmicroscopehasbeenusedinmicroscopicmeasuringfields.Thetraditionalmeasuringmethodsoutputthedisparitysurfacebasedontheproceduresofstereomatchingappliedtothewholeorlocalimages.However,thesemethodsrequirethatstereoimagesshouldc

8、ontainenoughandremarkablefeatures.Meanwhile,thematchingresultsusuallycontainmanymismatchinganderrormatchingpoints.Weproposeanovelme