视觉传感器及其在几何测量中应用的研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文视觉传感器及其在几何测量中应用的研究姓名：张敏申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：谭跃钢2003.5.1摘要计算机视觉研究的一个重要目标是赋予计算机以类似于人的视觉感知能力，以使计算机能感受视域内的环境，理解感受的内容，并能采取相应的行动。视觉传感器系统是以CCD图像传感器为主要敏感元件构造而成的一个集现代光、机、电技术为一体的集成系统，涉及机械、光学、电子、计算机视觉、数字图像处理、软件工程等方面的技术。视觉传感器系统主要利用立体视觉原理，结合人类视觉系统的特点而设计的，用于实现非接触式测量工件的尺寸。该技术具有算法简单、速度快、精

2、度高的优点。本文首先介绍视觉传感器系统的基本原理——立体视觉的基本原理，简介常见的用于二维或三维测量的视觉传感器系统方法以及视觉传感器系统中常用的一些算法。然后给出了在几何量测量系统中所用到的图象处理方法。依照图象处理的过程，先后介绍了图象预处理的方法，包括邻域平均法和低通滤波法；图象分割方法，包括二值化、边缘检测、细化以及边缘连接等；图象匹配的相关方法，包括特征点的提取、匹配及重建。接下来介绍几何量测量系统的设计。首先介绍几何量测量系统的模型，然后描述在该模型下的摄像机定标方法的研究，最后分别描述系统的硬件组成和软件设计，包括软件的总体设计、算法简介及图象处理方法的

3、实现类库。最后论文对几何量测量系统进行了实验分析。首先介绍了定标实验，并给出了几组在不同的世界坐标系下的定标结果，然后利用这些定标结果对物体进行测量计算，并对测量结果进行分析。关键词：立体视觉图象分割特征点匹配重建摄像机定标几何测量。ABSTRACTAkeypurposeofcomputervisionresearchistogiveacomputerwithman’svisioncapability．Thenthecomputercanfeeltheenvironmentinitsvisionfieldandunderstandthecontentofthefeel

4、ingsothatitcantakecorrespondingaction．Visionsensorsystemisanintegrationofoptics，mechanicsandelectronicsmainlybasedonCCDimagesensor．Thissystemisrelationalwithmechanics，optics，electronics，computervision，digitalimageprocessingands00：wareengineering．ThevisionsensorsystemisdevisedbyUSeofthep

5、rincipleofsterevisioncombiningwiththecharacteristicofman’svision"system．ThissystemCaBmeasureaworkpiece’sdimensionwithoutcontactingtheworkpiece．Thistechnologyhassimplealgorithm，fastspeedandhighprecision．Firstlythispaperintroducesthebasicprincipleofthevisionsensor，thatis，thebasicprinciple

6、ofsterevision．Anditsimplyintroducessevemlcommonvisionsensormethodsusedtomeasuretwo．．dimensionalorthree-dimensionalsizeandSOmealgorithmsincommonuseinthesemethods．Andthenthepapergivestheimageprocessingmethodsusedinthegeometricalparametermeasuringsystem．Accordingtotheprocessoftheimageproce

7、ssing，itintroducesthefollowingthreemethodsinorder：imagepretreatmentmethodwhichconsistsoftheaveragevalueofneighbourareaandIowpass；imagesegmentationmethodwhichinvolvesthresholdsegmentation，edgedetection，imagethinningandedgeconnecting；theimagematchingmethodconsitingofpickingupfeat