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标记目标的视觉测量系统研究

作　者: 韩周
导　师: 李占利
学　校: 西安科技大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 标记目标视觉测量目标检测特征点匹配三维重建
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 30次
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内容摘要

在工业生产中大型工件的三维测量问题上，由于传统测量设备测量范围的限制，常常需要一种三维数字化处理方法来快速得到其局部几何数据，再通过曲面拟合及拼接完成实际测量。本文研究开发的标记目标的视觉测量系统可用于实现三维数据测量。文中首先对三维视觉测量技术及现有测量系统进行分析研究，完成了标记目标的视觉测量系统分析与设计。系统功能主要有：参数预置、图像预处理、目标中心定位、特征点匹配、相机定标、三维重建和异常点剔除。其中重点对目标中心定位、特征点匹配、相机定标及三维重建等关键模块涉及的算法进行深入研究，通过分析比较目前流行设计方法的优缺点，从而确定了本系统关键算法的选择。在系统实现中选择Microsoft Visual C++6.0作为开发平台，提高了用户交互操作的易便性。但是由于目标中心定位、特征点匹配、相机定标和三维重建等关键模块涉及大量图像处理和数学矩阵运算，所以这几个模块由Matlab开发完成，降低了系统开发难度并缩短了开发周期。在关键模块接口的实现上，文中首先分析比较了VC++与Matlab常用混合编程方法，然后重点通过研究基于COM组件的混合编程说明了本系统关键模块接口的实现过程，进而完成了标记目标的视觉测量系统开发。最后通过汽车模具检测和雕塑检测两个应用实验及其结果分析给出了本文研究结论，证实本系统能够减少测量过程中对硬件设备、测量环境和专业技术的依赖，而且能够得到稳定性高、精度良好的三维测量结果，可应用于监测点形变计算、产品质量检测及逆向工程等多个领域。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-13
  1.1 选题背景及研究意义  8-9
  1.2 研究现状及发展趋势  9-11
  1.3 本文研究内容及章节安排  11-13
2 系统分析与设计  13-17
  2.1 系统组成  13-14
  2.2 系统功能需求  14-15
  2.3 系统结构设计  15-16
  2.4 本章小结  16-17
3 系统关键算法研究  17-28
  3.1 标记目标自动检测  17-20
    3.1.1 图像边缘检测  17-18
    3.1.2 标记目标识别  18-19
    3.1.3 标记目标自动检测流程  19-20
  3.2 编码标记目标的解码  20-22
    3.2.1 基于几何不变量的解码方法  20
    3.2.2 基于二进制编码的解码方法  20-21
    3.2.3 改进的编码标记目标解码方法  21-22
  3.3 标记目标中心像点计算  22-23
  3.4 非编码特征点匹配  23-27
    3.4.1 基于迭代的特征点匹配方法  23-26
    3.4.2 改进的基于外极线约束匹配方法  26-27
  3.5 本章小结  27-28
4 系统的实现  28-47
  4.1 系统开发平台及工具  28-29
  4.2 系统涉及类的定义与设计  29-31
  4.3 系统界面设计  31-32
  4.4 图像预处理  32-33
    4.4.1 图像导入  32
    4.4.2 边缘检测  32-33
  4.5 关键模块接口设计  33-39
    4.5.1 VC++与 Matlab 混合编程  34-36
    4.5.2 基于 COM 的混合编程方法  36-39
  4.6 系统工具栏设计  39-42
  4.7 异常点剔除  42-46
    4.7.1 异常点剔除方法  42-44
    4.7.2 实验及结果分析  44-46
  4.8 本章小结  46-47
5 系统的应用  47-53
  5.1 系统安装  47-48
  5.2 汽车模具检测应用  48-50
  5.3 雕塑检测应用  50-52
  5.4 本章小结  52-53
6 结论  53-55
  6.1 总结  53-54
  6.2 工作展望  54-55
致谢  55-56
参考文献  56-59
附录  59

标记目标的视觉测量系统研究

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