超大自由曲面流动式三维视觉测量关键技术研究

admin · 发表于 2023-10-18 11:06:11

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超大尺寸空间的测量技术是当今国内外大尺寸测量研究的一个热点，其中，超大自由曲面的三维测量具有代表性，且具有广泛的工业应用。视觉测量具有非接触、精度高、响应快、柔性好、智能化及自动化程度高等特点。论文围绕国家自然科学基金资助项目、高等学校博士学科点专项科研基金资助项目“超大自由曲面流动式三维视觉测量研究”，针对大型曲面三维测量涉及的关键技术，从理论、方法上进行了深入的研究和讨论。在标志点的设计与检测、对应点匹配及全局测量控制点三维检测、标志点三维匹配、点云数据三维拼接等方面取得了若干进展，设计并构建了超大自由曲面三维视觉测量系统的软硬件平台，同时进行了实验室条件下的测量实验，分析了实验结果。论文完成的主要工作包括以下几个方面： 1.设计了全局控制点的实现方案，将少量的编码标志点与大量的非编码标志点配合使用，研究了编码点与非编码点的设计工作，包括两类标志点的形状、尺寸、材料、编码点编码方式等。 2.研究了全局控制点的检测与识别算法，包括非编码标志点和编码标志点的筛选，标志点定位中心精确提取算法，以及编码标志点编码值自动识别算法，设计了编码标志点解码实验。 3.研究了不同测量图像中同名标志点的自动匹配方法，设计了标志点二维匹配实验。同时根据数码相机多视点几何关系，实现了全局坐标系下全局测量控制点的三维重构。 4.研究了标志点三维匹配的自动化方法，根据编码标志点的唯一对应关系，以及标志点间的距离、角度等约束条件，实现了全局测量控制点与局部测量控制点的三维匹配。设计了标志点三维匹配实验，验证了匹配速度和准确度。 5.研究了点云数据三维拼接方法，根据匹配的标志点集，计算全局坐标系与多次局部测量所在各自局部坐标系之间的转换关系，实现了坐标系的统一，完成了点云数据三维拼接。设计了三维拼接实验及系统整体测量实验。

超大自由曲面流动式三维视觉测量关键技术研究

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