基于小视场标定拼接的大尺寸测量方法研究

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1、基于小视场标定拼接的大尺寸测量方法研究StudyontheLa玛e—scaleMeasurementBasedontheSmall·fieldCalibrationSplicing姓2014年6月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：岩乏以‘乙6《≯年

2、‘具《日Ⅲ删删㈣圳Ⅲ舢洲舢洲JY2537748学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密口。学位论文作者签名：辔≤刘

3、?a佯年厂月石日指导教师签名：国旗莨z《乒年6窍摘要大型工件的空间尺寸测量技术对大型设备制造业具有重要意义。在航天航空、车辆、造船等领域，由于传统的测量方法实时性较低，成本高，操作复杂，越来越无法满足当前的测量需求。大尺寸视觉测量因为具有非接触、高精度、高实时性等优点，已经成为工业制造及装配领域一种极具潜力的测量方法。但目前大尺寸视觉测量还存在许多问题，难以达到高精度，鲁棒性及实时性的完美结合。本文以大尺寸工件的高精度视觉测量为研究对象，从摄像机标定方法、图像匹配、畸变校正等方面展开研究，并最终实现了大型折弯机刀具的高精度测量。论文的主要研究内容如下：1)深入研究了现用的摄像

4、机标定方法，提出基于畸变校正后再标定的方法。该方法首先利用标定靶计算出畸变系数，据此对原始图片进行校正，再根据校正后的标定靶图像进行摄像机内外参数标定。运用该方法可以有效的提高标定精度，从而减少因畸变引起的图像质量对标定精度的影响，提高测量精度。2)研究了SIFT算法的不同尺度特征生成及其匹配原理，提出一种改进的SIFT算法，通过适当扩大对比领域，可提高有效特征点的搜索效率，剔除伪匹配点；通过双向匹配方式，进一步减少伪匹配点，提高匹配精度。实验表明，改进的sIFT能够在保证匹配速度的情况下提高匹配精度。3)针对大视场标定问题，提出了一种有效可行的基于小视场标定拼接的大视场标定

5、方法，该方法利用张正友平面标定方法，对各个子视场进行标定，获取各个子视场的标定靶姿位，进而对大尺寸工件的各个位段姿位进行标定。解决了一般大尺寸标定靶难制作及其大尺寸标定方法难的问题。有效简化了大尺寸标定方法，并且获得了高精度的标定结果。4)研究了一些视觉测量影响较大的硬件设备，并且搭建了基于小视场标定拼接的大尺寸视觉测量系统，利用本文所提出的各项技术，对大型折弯机刀具进行了测量，测量精度不低于0．040％，实验表明，本文提出的基于小视场标定拼接的大尺寸测量方法，能够保证大尺寸工件的高精度测量，且理论上不受被测工件尺寸的影响。关键词：大尺寸测量，小视场标定拼接，机器视觉，SIF

6、TIIAbstractSpacesizemeaSurementtecllIliqueisofgreatsi嘶ficaIlcetola略eequipmentmaIlufIacturing．T硼itionalmeaSurementmethods，fortheirlowreal-time，llighcost，cornplexi够ofoperation，c锄otmeett11edemandsofmeasurementsinareaslikeaerospace，Velliclesa11dshipbuilding．LargesizeVisionmeasurement，asanon-con

7、tact，mgh．precise，1lighreal-timemeasurementmeⅡlod，hasbecomeave巧promisingmemodfor砌ustrialmaIlufactuI-ingaIldassemblingfields．However，mereareStiUmallyproblemsconcenlingla培esizedmeasurementtobeinVestigatedaIldsolVed，suchaSthedi衔cultyofacllieVinghighprecision