基于雙目立體視覺的三維特征點測量方法研究

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1、分類號．６１０１８３：ＴＰ２４２單位代碼：研究生學(xué)號：２０１５５２４０６３密級：公開吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文專北學(xué)位（）基于雙目立體視覺的三維特征點測量方法研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＴｈｒｅｅＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＦｅａｔｕｒｅＰｏｉｎｔＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄＢａｓｅｄｏｎＢｉｎｏｃｕｌａｒＳｔｅｒｅｏＶｉｓｉｏｎ作者姓名：張強類別：工程碩士領(lǐng)域：（方向）控制工程指導(dǎo)教師：洪偉副教授培養(yǎng)單位：通信工程學(xué)院２０１８年６月—————————————————————基于雙目立體

2、視覺的三維特征點測量方法研究—————————————————————ResearchThreeDimensionalFeaturePointMeasurementMethodBasedonBinocularStereoVision作者姓名：張強領(lǐng)域（方向）：控制工程指導(dǎo)教師：洪偉副教授類別：工程碩士答辯日期：年月日未經(jīng)本論文作者的書面授權(quán)，依法收存和保管本論文書面版本、電子版本的任何單位和個人，均不得對本論文的全部或部分內(nèi)容進行任何形式的復(fù)制、修改、發(fā)行、出租、改編等有礙作者著作權(quán)的商業(yè)性使用（但純學(xué)術(shù)性使用不在此限）。否則，應(yīng)承擔侵權(quán)的法律責

3、任。吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明，：所呈交學(xué)位論文是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)。下，獨立進行研究工作所取得的成果除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔學(xué)位論文作者簽名：曰期：年ｉ月摘要摘要基于雙目立體視覺的三維特征點測量方法研究目前，伴隨著科學(xué)和經(jīng)濟的不斷發(fā)展，雙目立體視覺技術(shù)憑借其設(shè)備成本低，精度高，非接觸等優(yōu)點越來越廣泛地應(yīng)用于工業(yè)檢測、航空航天、生物醫(yī)學(xué)等各個領(lǐng)

4、域。本文針對目前工業(yè)生產(chǎn)以及工業(yè)檢測中所出現(xiàn)的問題對雙目立體視覺的關(guān)鍵技術(shù)進行了研究，并提出了一種基于雙目立體視覺的桶箱與桶蓋識別和定位方法。本文主要完成了以下工作：第一，本文首先針對在檢測時桶蓋的表面涂層會反光導(dǎo)致特征點的檢測不準的問題，設(shè)計出了一種基于雙立方插值法的光照補償算法，該算法有利于提高后續(xù)左右兩幅圖像在圖像處理算法中參數(shù)或閾值選取的適用性和提取左右兩幅圖像特征點的準確性。第二，對本文中的目標工件進行了分析，主要針對工件的表面以及工件的外形識別特征。本文根據(jù)桶箱特征點的特性設(shè)計了基于連通區(qū)域的特征點輪廓提取方法，根據(jù)桶蓋特征點的特性設(shè)計了基于Houg

5、h圓和Hough直線變換的特征點提取方法。第三，深入地研究了圖像處理技術(shù)。根據(jù)原始圖像的特性，經(jīng)多種算法對比研究后，確定了合適的圖像處理方案，包括桶箱和桶蓋圖像的濾波，對桶蓋進行的邊緣檢測以及對桶箱進行的二值化。最后利用三維重建原理完成了對特征點的三維坐標計算。第四，根據(jù)本文的應(yīng)用環(huán)境自行研發(fā)了雙目立體視覺硬件系統(tǒng)，并根據(jù)檢測環(huán)境完成了雙目立體視覺系統(tǒng)的標定，對采集到的圖像進行了立體校正。最后，本文開發(fā)了一套基于OPENCV與MFC相結(jié)合應(yīng)用軟件，成功實現(xiàn)了對二維特征點的求取以及三維坐標的計算，并且通過實驗對三維坐標的準確性和穩(wěn)定性進行了驗證。實驗結(jié)果表明，可以

6、通過雙目立體視覺完成對工件特征點的三維坐標計算，并且具有較高的準確性和穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞：雙目立體視覺，光照補償，輪廓提取，Hough變換，三維坐標測量。IABSTRACTABSTRACTReseachonThreeDimensionalFeaturePointMeasurementMethodBasedonBinocularStereoVisionAtpresent,withthecontinuousdevelopmentofscienceandeconomy,binocularstereovisiontechnologyisincreasinglyusedinv

7、ariousfieldssuchasindustrialinspection,aerospace,andbiomedicineduetoitslowequipmentcost,highprecision,andnon-contactadvantages.Inthispaper,thekeytechnologiesofbinocularstereovisionarestudiedinthecurrentproblemsinindustrialproductionandindustrialinspection,andamethodforbinboxandbinlid

8、identificati