圓結(jié)構(gòu)光視覺檢測系統(tǒng)標定方法的研究碩士學位論文

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1、北京化工大學碩士學位論文圓結(jié)構(gòu)光視覺檢測系統(tǒng)標定方法的研究姓名：張圓申請學位級別：碩士專業(yè)：控制科學與工程指導教師：王穎20100522摘要圓結(jié)構(gòu)光視覺檢測系統(tǒng)標定方法的研究管道運輸以其安全、經(jīng)濟、高效的特點日益成為輸送石油和氣體等能源的主要手段，由于油氣管道所輸送的對象大部分都具有易燃、易爆、高腐蝕性等特點，因此管道的定期檢測和維護對于保障安全生產(chǎn)具有重要的意義?；诠鈱W三角法的結(jié)構(gòu)光視覺檢測技術以其非接觸、精度高、速度快、自動化程度高、魯棒性高等特點被廣泛用于三維形貌測量。通過將圓結(jié)構(gòu)光視覺檢測系統(tǒng)的探頭深入到管道內(nèi)部，可以實現(xiàn)管道內(nèi)壁精

2、確的三維測量。圓結(jié)構(gòu)光視覺檢測系統(tǒng)的精確標定對于提高圓結(jié)構(gòu)光視覺檢測系統(tǒng)的測量精度具有重要意義，因此圓結(jié)構(gòu)光視覺檢測系統(tǒng)的標定方法已成為結(jié)構(gòu)光視覺檢測技術的研究重點。本論文主要圍繞國家自然科學基金項目一管道內(nèi)表面三維形貌視覺檢測理論與技術研究，針對基于圓結(jié)構(gòu)光的管道內(nèi)表面視覺檢測系統(tǒng)所涉及的結(jié)構(gòu)光標定技術及其存在的問題，從理論、方法和實驗上進行了較深入的研究，并進行了實驗驗證。本論文在研究圓結(jié)構(gòu)光視覺檢測原理以及攝像機和圓結(jié)構(gòu)光數(shù)學模型的基礎上，設計了圓結(jié)構(gòu)光視覺檢測系統(tǒng)標定方案，同時研究了圓結(jié)構(gòu)光條中心以及靶標角點的亞像素特征提取方法。在研

3、究結(jié)構(gòu)光標定方法的基礎上，設計了適合圓結(jié)構(gòu)光標定的平面靶標，提出了基于交比不變原理北京化工大學碩士學位論文和平面靶標，以攝像機坐標系為基準，基于不同平面間的坐標轉(zhuǎn)換，構(gòu)建空間圓結(jié)構(gòu)光標定點的方法。最后搭建了圓結(jié)構(gòu)光標定系統(tǒng)，基于VC++6．O以及Matlab程序語言，實現(xiàn)了圓結(jié)構(gòu)光視覺檢測系統(tǒng)的標定，并進行了誤差分析。實驗結(jié)果表明，本文所提出的圓結(jié)構(gòu)光標定方法能夠快速有效地完成標定，標定結(jié)果精度較高，達到了預期目標。關鍵詞：圓結(jié)構(gòu)光，標定，交比不變，平面靶標，圖像特征提取IIABSTRACTStudyofCalibrationMethodfo

4、rCircleStructuredLightVisionIns!!ctionSystclnspeconSystemABSTRACTPipelinetransportationisincreasinglybecomingtheprimarymeansoftransportingenergysuchasoilandgasforit’Scharacteristicssuchassecurity,economicandefficient．Becausetheobjectsthatpipelinestransporthavethecharacteris

5、ticssuchasflammable,explosive，corrosive，etc．，theregularinspectionandmaintenanceforpipelineshavegreatsignificancetoensureingsafetyinproduction．Structuredlightvisioninspectiontechnologybasedonopticaltriangulationiswidelyusedin3Dshapemeasurementforit’Sfeaturessuchasnon-contact

6、，hi曲precision，fast，highlyautomatedandrobust．Lettheprobeofcirclestructuredlightvisioninspectionsystemde印intothepipe，accurate3Dmeasurementofpipeinternalsurfacecanachieve．Theprecisecalibrationofcirclestructuredlightvisioninspectionsystemhasimportantsignificancetoimprovingmeasu

7、rementaccuracyofcirclestructuredlightvisioninspectionsystem，thereforethecalibrationmethodofcirclestructuredlightvisioninspectionsystemhasbecometheresearchpriorityofstructuredlightvisioninspectiontechnology．ThisthesiscentersaroundtheNationalNaturalScienceFoundationIII北京化工大學碩

8、士學位論文project-Pipelineinternalsurface3Dshapevisualinspectiontheoryandtechnologystud