基于寻找最佳起始点的编码标志点解码研究

目前在数字近景工业摄影测量中,针对环形编码标志点的解码方法,通常采取在编码带上选取任意一点作为解码的起始点,按一定方向读取编码带,完成环形编码标志点身份信息的读取。理论上讲,该方法是可行的。但是由于图像噪声等因素的影响,任意选取解码起始点的方法存在较大误差,这种误差有时对于最终的测量结果是不允许的。针对上述问题,提出了一套基于寻找最佳起始点的环形编码标志点解码方法。该方法在编码标志点位置已确定的基础上,通过构造解码椭圆、坐标逆变换、寻找最佳起始点、读取并输出编码带信息等步骤,较精确地实现标志点的解码。提出的解码理论在实验室环境下通过采用Matlab2010对不同类型的拍摄图片进行验证,结果表明具有较好的鲁棒性,可以满足实际测量的要求。     

摄影测量中环状编码点的检测方法

在摄影测量中,采用人工编码点可以实现多幅图像中标志点之间的自动匹配。提出一种对环状编码点的自动检测方法,实现编码点的提取以及编码环带的解码。实验结果表明,相机轴线与编码点平面法线夹角在60°以内时,使用这种方法能够实现对编码点的准确解码。     

近景摄影测量系统中非编码点匹配算法研究

从同一场景的多幅图像中找出对应的非编码点,是实现近景摄影测量的必要前提。分析了同场景多幅图像中非编码点之间的几何约束,提出了以三视极线和图像拓扑结构为约束的离散图像点匹配算法。先将同时满足三视图三极线和图像拓扑结构约束的点作为确定的匹配点并赋予编码值;再利用已经编码的标记点,以对极几何和图像拓扑结构为约束对剩下的未匹配点进行匹配。将该方法应用于铁牛三维光学测量系统的特征点测量系统进行的实例验证表明,当拍摄像平面和物平面夹角较小时,匹配完全正确;而在一般的拍摄条件下,其正确匹配率约为97%。     

近景摄影测量中的光束法平差快速算法

由于近景摄影测量的摄影方式灵活多变,光束法平差中构成的法方程系数矩阵不具有带状结构,导致基于整体广义逆法的求解速度很慢。为解决这一问题,提出了一种新的光束法平差快速解法。该方法以"R-T"模式的共线方程为基础,首先构建摄像机参数的法方程式,以整体解算摄像机参数的改正数,然后再逐点解算三维点改正数。采用该方法避免了组建整体误差方程式和三维点法方程式,能在保证精度的前提下有效提高计算速度。仿真实验和真实图像实验均表明,本文算法具有较强的可行性和鲁棒性,特别适合拍摄角度多变的近景摄影测量系统。     

近景摄影测量在三维数据采集中的应用

工业产品的三维数据检测常常使用光栅投影扫描设备获得被测物体精确的表面尺寸.由于其照片拼合依据非编码点三点定位原理,因而在测量大尺寸物体表面时,具有较大的累计误差.通过近景摄影测量方法构建三维测量的非编码点群,是提高三维测量精度的一种有效手段.阐述了近景摄影测量的原理及方法,提出了利用多摄站近景摄影测量结合光栅投影扫描的方法实现大尺寸物体精确测量.以汽车外表面测量为例,通过采用单独使用光栅投影扫描设备与近景摄影测量结合光栅投影扫描两种不同的方法,对大尺寸物体表面测量的结果进行对比,其结果表明,使用近景摄影测量方法不仅提高了扫描效率,而且大幅度提高了大尺寸物体的扫描精度.     

基于几何特性的摄影测量标记点信息处理方法

介绍了用于逆向工程的近景摄影测量中数字图像处理的一般过程.使用基于圆形几何特性的形状因子判据进行标记点中心圆点的识别.提出一种利用图像连通域归一化面积、质心间连线夹角等信息的解码算法.这种基于编码标记点图案的几何构成规律的算法具有直观、简单的特点.     

近景摄影测量技术在钢轨检测中的应用研究

为解决手工检测工具效率低、检测结果不便于数字化管理和工作强度大等弊端,将非接触式近景摄影测量技术与三维结构光检测相结合,提出一种准确获取钢轨的三维点云数据,进而得到钢轨表面轮廓参数的有效手段.使用近景摄影测量技术获取标志点的空间位置,以此作为点云扫描的全局拼接点;利用三维结构光扫描仪获取钢轨的点云数据,从而获取钢轨表面...     

数字近景工业摄影测量中标志点的识别与检测

针对数字近景工业摄影测量中的编码标志点识别问题,提出了一种鲁棒性较好的标志中心圆的检测方法。首先在对图像进行二值化、Canny边缘检测等预处理的基础上,通过边缘跟踪获取各轮廓信息,应用最小二乘法对所有轮廓进行椭圆拟合;其次采用文中给出的尺寸准则、形状准则和嵌套性准则剔除不符合要求的椭圆;通过修复候选编码标志点的方法准确识别标志点的位置;最后对编码标志点进行有效解码并利用matlab对本文提出的相关理论和识别算法进行了验证。     

基于近景摄影测量技术的汽车跑偏测试系统构建

通过建立近景摄影测量中的空间后方交会和空间前方交会数学模型,实现了相机的标定和车辆目标点由像点坐标到物理坐标的转换.利用LabVIEW视觉模块中自带的丰富的图像处理函数进行编程,以实时控制图像采集和处理,实现车辆目标点像点坐标的准确提取和像、物坐标的精确转换.最后根据汽车行驶跑偏的定义,计算跑偏方向、跑偏量和测试区车速等,并判断测试结果是否符合要求.     

利用编码和极线约束相结合的方法实现工业摄影测量中的点匹配

提出一种利用编码和极线约束相结合实现点匹配的方法,该方法利用圆环式编码点作为识别码标识区域。此类编码点具有旋转、缩放、变形的无关性,测量点是与编码点中心圆斑大小一样的圆斑。针对大尺寸测量对象中点的匹配问题,本文提出了分区的思想。首先进行区域匹配,即粗匹配;然后利用极线约束匹配小区域测量点,即细匹配,这样就完成了整个匹配。试验表明该方法能够有效地降低数据处理时间,提高匹配率和自动化程度。     

高速摄影测量在旋冲钻进试验中的应用

利用高速相机记录液压旋冲钻进中钎杆不同冲击压力、旋转压力和推进力情况下的作业过程,同时采用数字图像处理技术,绘制钎杆在旋冲钻进过程中的冲击振动、扭转振动以及试验台架在冲击过程中的受迫振动的曲线,得到钎杆冲击频率和扭振频率、钎杆及试验台架的振幅及其相关性等重要数据。试验结果同传统电测结果基本一致,但与传统传感器测量比较,高速图像采集分析技术是一种无接触、全局化、适用范围广、自动化程度高,精度满足试验要求的量测手段,能够更直观充分地描述旋冲钻进中钎杆振动变化过程。     

桥式起重机的近景摄影测量方法研究

与常见的桥式起重机变形检测方法相比,近景摄影测量法具有非接触性、瞬间捕获信息量大且数字图像易存储等优点。文中将近景摄影测量与桥式起重机变形检测相结合,通过DLT(直接线性变换)标定非量测相机,采用序贯分析求解其内方位元素;在桥式起重机上合理布置反光标志点,并使用非量测相机获取数字立体像对;通过软件获得数字图像上各个标志点的坐标仪坐标,采用光束平差法求解标志点的物方坐标,构建桥式起重机三维模型,计算主梁变形量。将近景摄影测量法与水准仪、全站仪方法进行对比,证明基于近景摄影测量的桥式起重机变形检测方法能够满足桥式起重机精度要求,为桥式起重机变形检测提供了一种高效的方法。     

摄影测量中单一纹理的立体匹配方法研究

综合边缘检测、极线几何和立体图像边缘的相关性确定图像的匹配约束和搜索范围,对相应区域进行由粗到精的渐次匹配,通过全局松弛和滤波得到高密度高质量的视差图.实验证明该方法提高了匹配效率,一定程度上消除了单一纹理的影响,所得结果可用于机械零件的三维重建.     

摄影测量点云数据精简研究

针对摄影测量过程及所得点云数据的特征,利用模板法计算曲面曲率以确定曲面的精简比,对曲率图像进行非均匀网格滤波,实现了对摄影测量点云数据的精简。计算过程简洁方便,实验结果保持了原有数据的形态。该方法适用于摄影测量点云数据的后期处理。     

平面标定靶标标记点的圆心提取算法

基于圆形标记点的平面靶标被广泛应用于摄像机标定与视觉测量中。针对该平面靶标,为得到圆形标记点在像面上的圆心投影,提高摄像机的标定精度,本文提出了一种基于对偶二次曲线几何特性的圆心提取算法。该算法的核心是平面内一个标记点A像面投影二次曲线对应的对偶矩阵,相对于平面内另外一个标记点B的对偶矩阵的一个广义特征向量,穿过这两个标记点的圆心投影。因此,在获取标记点亚像素级边缘点,拟合椭圆得到椭圆二次曲线方程后,通过任意两个标记点的对偶矩阵,均可得到一条穿过这两个圆心投影的向量。经过同一个圆心投影的多个向量叉乘标准化后的结果就是该标记点的圆心投影。 为测试本文方法提取圆心像点的精度,本文在像面与靶标平面夹角40°的姿态下,对直径为90mm的超大标记点提取圆心投影,圆心投影误差为0.1~1pixel。并以此方法得到的圆心投影对手持式扫描仪进行摄像机标定,进而对已知坐标的平面靶标及3D工件上的标记点进行扫描,最大误差不超过0.2mm。通过对比,本文提取的圆心投影比采用椭圆圆心的精度高,而且提高了摄像机的标定精度。     

离散变量结构优化设计的改进遗传算法

提出一种整数编码的改进遗传算法,它采用(—1,0,1)局部寻优算子,并提出寻优基点的选取策略,提出了重要约束罚项的概念来处理不同组合相同适应度的问题,以此来改善遗传算法后期收敛速度慢和不成熟收敛的问题。通过算例表明,这种算法对于离散变量的结构优化可以取得较快的收敛速度和较好的收敛结果。