基于凸松弛全局优化算法的视觉测量位姿估计

针对参考点存在较大噪声时基于光束法平差的视觉测量位姿估计无法确保目标函数在全局极小处收敛,本文提出利用凸松弛（LMI）全局优化算法进行视觉测量全局最优位姿估计。利用归一化图像点和摄像机光心组成的正交投影矩阵,构造以旋转矩阵四元数为参数的物空间误差目标非凸多项式函数。对非凸多项式进行LMI,可以逼近其全局极小值,进而求解...     

基于双目视觉的光束法平差新算法

针对双目视觉中两摄像机的固定约束关系,提出了基于双目视觉的光束法平差新算法.对传统光束法平差法方程构造过程进行了改进,使每次迭代过程中只需对拍摄的两幅图像中一个摄像机的外参数进行优化,更好地将两个摄像机绑定为一个摄像机,使优化精度更高;新算法中,法化矩阵的维数比传统算法降低了1/2,所以每次迭代计算所需要的时间也会减少...     

双摄像机傅里叶变换轮廓术的数据融合

在三维面形拼接应用当中,对拼接区域内面形数据以一定的权重进行加权平均是最常用的方法,通常的算法是以拼接边界到中心线的距离为权重,这样可以对拼接区域内各点实现平滑过渡,但在拼接区域的边界存在一定的局限性。本文将一种正弦函数形式的图像镶嵌算法引入到三维面形测量的数据融合中,很好地实现了整个拼接区域的平滑过渡。该方法运算量小...     

三维传感中衍射型结构照明光场的应用

在基于结构照明的三维传感系统中，产生结构照明的方法和装置对正确和有效的三维重建具有重要的意义。本文提出了一种新颖的产生结构照明的方法－基于衍射，特别是菲涅耳衍射原理的结构照明方法，利用角谱理论，通过分析在激光光刀照明条件下，两种不同正弦型光栅的菲涅耳衍射光场的强度分布情况，提出了基于衍射原理的结构照明的原理和方法，并且给出了适用于三维传感的结构照明方案，并通过对实物模型的三维面形测量证实，本文提出的原理和方法是正确的有效的。     

光学二维位相展开算法的数学描述与讨论

位相展开问题是所有基于条纹分析的光学测量技术都难以避免的问题。在采用结构照明的光学三维传感方法中，位相展开是被测物体三维面形正确重建的关键步骤之一。本文对几种主要的空域位相展开方法给出了完整的数学描述，并对位相展开的条件、算法的设计与计算流程等问题进行了比较详细的探讨。     

距离查找表的产生及其在三维传感中的应用

本文提出了一种快速、简便的三角剖面术查找表算法。根据这种算法,可以从样板上测量三个以上不同高度的点在CCD上成象位置,综合出距离查找表。采用这种方法可以加快以三角剖面术为基础的三维测量过程,减小误差,更重要的是当系统结构发生变化时(如重新安装系统或运输后),可以对样板重新测量,产生新的距离查找表,从而对系统进行自动校正。该算法已在四川大学研制的“鞋楦三维面形自动测量系统”中应用,获得了预期的结果。     

采用罗奇光栅离焦投影的位相测量轮廓术

本文提出一种采用罗奇光栅离焦投影的位相测量轮廓术。给出由离焦引起的光学低通滤波和N-位相算法表征的数字滤波的解析描述。证明由于采用罗奇光栅离焦投影而引起的误差只具有很小量级,在大多数实际应用中可以忽略。文中给出了计算机模拟和实验结果。     

基于共面点的摄像机线性标定法

提出了一种线性求解摄像机内外参数的方法。通过分解参数确定相机主点坐标和纵横比,利用径向平行约束求解大部分的外参数,再引入新的畸变模型线性求解其余内外参数。该法特点是采用共面点标定物,且不需摄像机做任何运动就可以实现全过程的线性标定。既避免了非线性优化的繁琐和不稳定,也解决了其它线性法中部分内参数的标定问题。两套实验结果误差分别为0.3391pixels和0.6004pixels,表明该法具有较高的精度,是一种简单、有效、实用的标定法。     

采用准正弦投影光场的三维面形测量系统

本文提出一种直接由罗奇光栅离焦产生准正弦投影光场,进而采用离散相移技术对观察光场解调,实现三维面形测量的方法。研究了准正弦光场随离焦量的变化规律,离散相移次数与测量精度的关系,建立了一个微型计算机三维面形测量系统,给出了该系统对实物模型的测量结果。     

非球面Ronchi检测的误差分析

为了较高精度地检测大型非球面面形,需要分析检测装置对测量误差产生的影响。基于Ronch i检测法,将正弦光栅代替Ronch i光栅应用在非球面反射镜的检测上,采用同步相位探测技术和几何原理获得所有被测点的面形偏差梯度信息,然后利用区域波前重构法恢复面形偏差,进而重建被测面形。利用此方法首次分析了叠栅条纹图、非球面度、光栅对比度对重建被测面形的影响。数值结果表明,条纹图的重叠和光栅的对比度均对非球面的检测精度有影响,重建面形误差随着被测面形非球面度的增加而增大。对测量误差的分析可为Ronch i检测装置的设计提供有效、可靠的依据。