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基于标识点的三维重构技术及其在铸件尺寸检测中应用的研究

作　者: 张萌
导　师: 陈立亮
学　校: 华中科技大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 尺寸检测铸件三维重构标识点摄像机标定特征提取与匹配
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着计算机视觉技术、图形图像处理技术的发展,基于三维重构技术的摄影测量以其快速高效、无需接触、环境适应性强、精度可靠等优势,广泛地应用于建筑、医学工程、文物保护、工业产品检测及生产过程控制等领域。在传统的铸造生产过程中,往往需要使用直角尺、划规等专用测量工装进行铸件的尺寸检测。而对于一些大型铸件,更是需要使用柔性测量臂、龙门坐标测量仪等大型设备才能完成检测任务。这些设备不仅操作复杂、效率低下,而且非常昂贵。本文正是以这些问题为出发点,将基于三维重构的摄影测量技术与实际的应用需求结合,提出了一种经济、高效、可靠的尺寸测量方法,采用摄像机针孔成像模型,基于MFC平台和OpenGL技术,设计并开发了一套基于标识点三维重构技术的铸件尺寸检测系统。论文首先从理论上分析了射影几何原理和摄像机投影成像模型,同时从宏观上设计了标识点三维重构系统的整体技术方案;其次,依据实验室条件,采取分组独立地标定摄像机内外参数的方法,特别对于其中的外参数矩阵,运用了直角三点法进行标定,并对该方法实施了优化与完善,实现了投影矩阵的高效、准确求解;接着,基于Harris算子实现了高斯滤波和非极大值邻域抑制下的特征点提取,通过利用对极几何关系和求解基础矩阵,实现了基于极线约束的匹配;在上述工作的基础上,研究并实现了空间点和空间直线的三维重构,同时作为系统的必要组成部分,又利用OpenGL函数实现了重构结果的显示功能;最后结合具体算例,介绍了本文所开发的系统的完整运作过程。实际应用结果表明,本文研究与开发的系统能够方便快速地完成铸件的三维尺寸检测任务,同时可以达到较高的精度,基本符合实际应用需求,加之其经济的成本和优越的环境适应性,因而具有很强的研究与实用价值。

基于标识点的三维重构技术及其在铸件尺寸检测中应用的研究

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