CCD双目视觉测量系统结构参数设置的理论研究

重点讨论了如何在实际应用双目测量系统的过程中合理设置系统结构参数以提高该系统的测量精度,首次在理论上对系统测量精度与系统结构参数之间的关系作出了系统、详尽的分析,并通过试验对结论作出了验证.研究内容对实际设置该测量系统具有指导性作用.     

双目视觉测量系统结构参数设计及精度分析

为提高视觉测量系统的测量精度,针对双目视觉系统结构,采用三角法建立了双目视觉测量系统的结构参数模型,分析了双目视觉系统结构参数与空间被测点之间的关系特性,研究了各结构参数对测量精度误差分布的影响,根据仿真结果给出了小误差时的结构参数的最佳取值范围。     

双目视觉测量系统结构参数设计及精度分析

为提高视觉测量系统的测量精度,针对双目视觉系统结构,采用三角法建立了双目视觉测量系统的结构参数模型,分析了双目视觉系统结构参数与空间被测点之间的关系特性,研究了各结构参数对测量精度误差分布的影响,根据仿真结果给出了小误差时的结构参数的最佳取值范围。     

双目视觉测量系统结构参数理论与试验研究

建立了对称式双目立体视觉测量系统的数学模型,从理论上系统、详尽地分析了系统结构参数———两摄像机之间的距离(基线距离2b)及两摄像机光轴之间的夹角(光轴夹角2α)对测量精度的影响,并得出了影响趋势。在此基础上,搭建了双目视觉系统并进行试验,试验结果与理论定性分析结果是一致的,且当光轴夹角2α<20°时,测量误差急剧增加,2α>45°时,测量误差趋于平缓。综合考虑测量误差、测量范围及系统结构紧凑性等因素,设计双目视觉系统时,建议光轴夹角在20°～45°,基线距离在300～500 mm。     

远距离三维坐标测量中双目视觉系统结构参数的优化

针对双目视觉系统对远距离大视场复杂地形环境下目标点三维坐标的测量,研究了优化系统结构,提高双目视觉系统坐标测量精度的方法。分析了系统结构参数对测量精度的影响,通过在监测区域内设置靶标对系统进行标定。测量时,将获取的目标点图像信息代入测量模型进行解算,从而获得目标点的空间三维坐标。仿真分析了系统结构参数中调平传感器精度以及系统布局方式对三维坐标测量精度的影响,得出了其误差影响趋势。在此基础上,提出系统调平传感器精度为±0.1°的要求以及系统合理的布局方式,为构建双目视觉测量系统的布局提供参考。对直径200m的区域进行了监测,结果显示目标点的相对定位误差均小于0.33%,满足系统的精度指标要求,同时使得系统现场架设更加方便快捷,避免了盲目性。     

基于CCD的立体视觉测量系统精度分析与结构设计研究

本文通过研究摄影测量理论和基于CCD的双日立体视觉测最系统,对轴线汇聚型结构的测量精度进行了分析,结合CCD感应器件的数字量化效应得出系统的测量误差估计公式.在工程中可以根据摄像机参数、基线长度、测量距离等参数估计测量误差;也可根据测量精度要求,指导立体视觉测量系统的结构设计.本文还结合实验证明了理论的正确性,研究结果在工程应用中有一定的指导意义.     

螺纹参数CCD视觉检测系统的研究

基于面阵CCD视觉检测技术,设计并实现了一种螺纹参数非接触式自动检测系统,可实时准确地测量螺纹的牙型角、螺距、导程、螺纹升角、螺纹高度、大径、中径、小径等参数。并着重研究了螺纹图像预处理、边缘检测、亚像素定位等关键技术,以提高螺纹参数的测量精度。实验结果表明,该检测系统可以完成各项螺纹参数测量,相对测量精度优于1·3%。     

线阵CCD交汇测量精度分析

介绍了利用两台线阵CCD对空间点目标进行交汇测量的原理,推导了空间点坐标的计算公式和相应的精度计算公式,同时对于几种不同靶面尺寸、不同基线长度的特征点进行了精度计算,指出了提高测量精度需要考虑的几个问题。     

双目立体视觉测量模型与同名点匹配研究

根据几何成像原理建立起双CCD立体视觉系统的数学模型,但是立体视觉测量中同名点的准确匹配始终是一个难题.利用基于区域匹配的方法,在使两CCD关于XZ平面绝对对称,即同名点在OXYZ坐标系下x值相同的前提下,提出了一种将二维面上平移范本转变为在一维线段上平移范本进行同名点识别的方法,解决了区域匹配方法计算量大的问题,提高了同名点匹配的速度和精度.     

基于计算机视觉的人体脊柱轮廓测量的研究

在脊柱变形检查和人体工程学的研究中,人体脊柱轮廓的测量十分重要。通常情况下,脊柱轮廓的测量是通过放射线检查实现的,而这些检查伴随着对身体有害的放射性侵入。因此,本文提出一种定量客观的计算机视觉测量方法,实现对人体脊柱轮廓的测量。该方法使用立体视觉和彩色标记。红、绿、蓝三种颜色的标记顺序地从上到下贴到脊柱隆起处。由于标记和皮肤间的颜色差异非常显著,标记的位置很容易从背景中抽取出来。这样,两台摄像机拍摄的两幅图像中的对应像素就很容易地找到了,进而实现脊柱轮廓的三维测量。根据提出的方法,设计并实现的测量传感器和相应的算法。实验结果表明,本文的方法可以很好地实现人体脊柱轮廓的测量。     

基于CCD的高精度非球面测量与控制技术

高精度非球面具有广泛的、潜在的应用前景,非球面加工中的表面精度测量及补偿控制是制约其加工过程的关键因素.提出了基于CCD成像技术在线动态测量非球面的表面精度,研究了在线动态测量控制的结构方案,建立了基于CCD作为测量环节的计算机控制光学表面成形系统,提出了对表面精度的加工采用宏观形貌和微观形貌分段测量与控制的方法.     

齿轮参数CCD自动测量系统的研究

提出一种齿轮参数CCD自动测量的方法,给出测量步骤,构造测量硬件系统,并用VC++语言编写了系统软件。通过测量实例证明,所研制的自动测量系统达到了预期的效果。     

基于CCD的齿轮参数测量系统的研究

研制了一种基于CCD图像的齿轮参数测量系统 ,给出了采用数字图像处理技术非接触测量几何参数的方法 ,包括图像的预处理、二值化、轮廓提取以及齿轮参数的计算等 ,分析了误差产生原因 ,通过测量实例证明了该方法在实际应用中的可行性和正确性。     

提高工业视觉测量系统精度的途径

介绍了工业视觉测量系统的测量原理,分析了影响系统测量精度的各种因素及提高测量精度的途径,并给出了空间点位置测量实例。     

用CCD测量光学系统OTF的研究

线性光学系统的传递函数(OTF)可由线扩散函数的傅立叶变换求出。电荷耦合器件(CCD)具有自动采样和自动扫描的特点,用它作为光电转换器件,可方便精确地测量OTF。我们研制成一套系统,它由CCD 及其驱动器、视频放大、采样一保持、A/D 转换和微机等组成。文中给出了系统组成和实测结果。测量调制传递函数(MTF)的精度为3%,重复性为1%。该系统能在2分钟内测出物镜的10种空间频率的MTF 值。它还适用于不同对象的测量。     

双目立体视觉测量系统的标定

考虑传统的自标定方法虽然无需场景信息即可实现摄像机标定,但是标定精度较低,故本文提出了一种新的大视场双目视觉测量系统自标定方法。该方法无需高精度标定板或者标定物,仅需利用空间中常见的平行线和垂直线建立摄像机参数与特征线间的约束方程,即可实现摄像机的内参数与旋转矩阵标定;同时利用空间中距离已知的3个空间点即可线性标定两摄像机间的平移向量。通过标定实验对本文提出的方法进行了验证。结果表明:该方法标定精度能够达到0.51%,可以较高精度地标定双目测量系统。由于避免了大视场测量系统标定中大型标定物制造困难,以及摄像机自标定过程中算法冗杂,标定精度不高等问题,该方法操作简便,精度较好,适用于大视场双目测量系统的在线标定。     

立体视觉在密封条压缩变形测量中的应用

通过立体视觉测量密封条截面上不同位置的点在受力过程中的空间位置变化轨迹来描述密封条截面的形状变化,对密封条有限元分析进行补充和验证,提高了密封条的有限元分析的可靠性     

立体视觉测量系统的三维空间重构

】三维空间重构是立体视觉测量系统工作过程中十分重要的一部分。在本文所提出的三维空间重构方法中,摄象机模型所含参数的物理意义明确,考虑了镜头的畸变,算法简单,计算量小。实验证明：这种三维空间重构方法是可行的。     

基于CMOS机器视觉的尺寸测量系统性能研究

为了使机器视觉技术能广泛、可靠地用于零件尺寸测量,并保证测量数据的精度和稳定性要求,以CMOS相机、光学镜头、平行光源等为核心硬件,搭建并开发出一套基于机器视觉的尺寸测量系统。运用该系统对标准块规进行了重复精度、线性度、系统稳定性及环境光源影响等方面的实验研究。试验数据表明:该系统在所测尺寸变化较小的情况下,具备良好的测量精度与稳定性能,测量精度能够达到0.005 mm。     

基于立体视觉的旋翼共锥度动态测量系统精度分析

为了提高基于立体视觉的直升机旋翼共锥度动态测量系统的精度和可操作性,全面分析了其测量误差。首先,介绍了测量系统模型及误差来源;其次,分析了双目立体视觉静态三维测量的误差;再次,针对旋翼共锥度的多目标动态测量特点,分析了系统安装误差对共锥度解算精度的影响;最后,利用原理样机进行了6 058次静态测量重复实验,通过统计分析可知静态测量误差小于1.4 mm。对动态测量误差进行了仿真实验分析,给出了各参数对精度影响的量化结果,为实际共锥度测量的误差控制提供了理论依据。在标记点安装精度小于10 mm的情况下,动态测量误差小于3.5 mm,合成产生的总测量误差小于4.9 mm,能满足旋翼共锥度动态测量精度要求。