图像测量技术论文

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1、图像测量技术读书笔记摘要：图像测量技术是以现代光学为基础，融光电子学、计算机图形学、信息处理、计算机视觉等现代科学技术为一体的综合测量技术，是将图像处理技术应用于测量领域的一种新的测量方法。图像测量该技术把图像作为信息传递的载体，依据视觉的原理和数字图像处理技术对物体的成像图像进行分析研究，得到需要测量的信息，目前已经成功应用于很多领域.。图像测量方法具有非接触、高速度、动态范国大、信息丰富等优点，受到国内外测量领域的重视。本文介绍了图像测量技术的历史背景，总结了图像测量系统的发展现状及其应用领域，并指出了图像测量技术存在的问题及今后发展的趋势。0.引言图像测量技术是近年来在测量领

2、域中新兴的一种高性能测量技术。它以光学技术为基础，将光电子学、计算机技术、激光技术、图像处理技术等多种现代科学技术融合为一体，构成光、机、电、算综合体的测量系统。图像测量，就是把测量对彖一一图像当作检测和传递信息的手段或载体加以利用的精确测量技术。其目的是从图像屮提取有用的信号，通过对获得的二维图像进行处理和分析，得到需要的三维场景的信息，最终实现测量的目的。图像（包括视频）测量技术广泛应用于工业产品质量检测、智能交通、安防、工程变形监测、医学等各个领域，并且随着计算机技术和信息技术的发展，其实现方法和手段也日新月异。1•研究背景科学技术和牛产活动的大规模开展及一系列重大突破催牛并

3、发展了测量学科。同时，测量器具、技术和理论的发展又促进了生产技术的发展。近代科学和工业化的发展要求测量学科一方而需要进行专业化分工；同时也要求其突破经典的测量方法，寻求新的测试原理与手段，如求助于电学、光学、计算机等，从单一学科发展为多学科间的相互借鉴和渗透，形成综合各学科研究成果的新型测量系统。传统的儿何测量方法根据测量头与被测件是否接触可分为接触式与菲接触式两大类。其中非接触式测量方法以前主要有光学式和气动式两种。目前，对测量技术的精度，测量效率以及测量自动化程度的要求越来越高，传统的检测原理和技术已经难以适应新的要求。特别是在某些特定场合，如微小尺寸，曲面轮廓等的在线测试课题

4、，已成为传统测量方法实现的难题。因此，探索新的测量方法，具有十分重要的现实意义。近二十余年来，随着激光技术，精密计量光栅制造技术，计算机技术以及图像获取和处理技术的迅猛发展和在高精度测量领域的应用，形成了新的测量技术—图像测量技术。图像测量技术以光学为基础、融入了光电子学、计算机技术、激光技术、图像处理技术等现代科学技术，组成光、机、电、算和控制技术一体化的综合测量系统。图像测量技术作为一种新兴的非接触测量方法有着独特的优越性，它通过把被测对象的图像作为检测和传递信息的手段，从图像中提取有用信息进而获得待测参数。光电摄像器件的产生和普及使图像测量技术成为可能，特别是电荷藕合器件(C

5、CD)技术的发展，进一步促进了图像测量技术的形成和发展。2.图像测量技术的特点图像测量系统的高分辨率、高灵敏度、光谱响应宽、动态范围大等特性是传统测量仪所无法比拟的。图像测量技术对环境没有特殊要求，非常适合于一些传统测量手段难以实现的场合应用。⑴与被观测的对彖无接触：对观测与被观测者都不会产生损伤，安全可靠。(2)提高测量的精度：利用各种图像目标模式定位方法，特别是亚像素定位技术，可以明显地提高图像目标的定位精度。(3)可测量传统方法不易测量的物理量：许多肉眼无法分辨的物理量，例如与待测相位有关的干涉条纹的亮度变化量，异形区域的面积，连续变化的亮度场、色彩场、条纹方位场等，都可以利

6、用图像测量技术来实现。另外，人无法长时间在某些恶劣环境下观察的对象，也可以通过采集图像的方式进行研究。(4)对成像系统的高精度标定和修正：成像系定和误差修正是精密测量的重要环节之一。用数字图像处理技术可以实现对摄像系统高精度的标定和误差修正,为高精度光学测量提供坚实的基础。(5)自动化程度高：随着计算机技术的不断发展，各类图像采集、处理硬件为图像测量技术提供了新的方法手段，再加上处理算法自动化程度的提高，使得处理分析的自动化程度提高，极大地减少了处理的工作量和时间。2.当前图像测量研究现状对图像测量的研究，日本，德国，美国等国家开始的比较早，提出了许多测量原理和方法，而我国在这方面

7、的研究则开展的较晚一些。我国是从80年代中期开始图像测量技术的研究，当时典型的应用是使用线阵电荷藕合器件(CCD)进行长度的在线测量，但由于每个像素的间距不可能太小，因此精度并不高。当时面阵CCD的价格昂贵，因而基于二维摄像图像测量系统的应用较少。最近二十儿年来，图像测量技术在国内外发展很快，已广泛应用到儿何量的尺寸测量，精密复杂零件的微尺寸测量和外观检测，航空遥感测量，以及光波干涉图、应力应变场状态分布图等许多方面。图像测量技术的迅速崛起和发展除了应用需求领域的不断