近景摄影测量在车辆静力变形测量中的应用和研究

摘要

随着汽车工业的快速崛起，汽车变形检测作为汽车研发过程中一个极为重要的环节，已经成为近景摄影测量技术应用的新领域。本文结合目前车辆变形检测的现状，在深入研究近景摄影测量技术应用的优势和可行性的基础上，提出可用近景摄影测量技术代替传统的测量技术对车辆静力变形进行测量，论文主要对以下几个方面进行了研究:
　　(1)近景摄影测量成像特征及坐标系转换关系。以中心投影模型为基础阐述摄影测量的成像规律。通过对中心投影模型进行分析，建立了实物和影像的最基本关系m=h/c=X/x'，并在此基础上系统的阐述了近景摄影测量的四大坐标系的转换关系，为近景摄影测量图像解析处理提供理论支持。
　　(2)分析图像识别技术并通过MATLAB图像处理软件进行图像高精度识别。将图像的识别技术主要集中在对标定板角点的识别上，结合高斯滤波、亚像素边缘检测等，实现了近景摄影测量图像识别的研究。
　　(3)分析摄影测量的误差来源并运用相机标定对误差进行优化。本文提出系统误差主要来源于相机的畸变误差:径向畸变、切向畸变和像平面畸变。通过对这些畸变量的特征和变化趋势进行研究，实现对相机的标定。
　　(4)根据德国摄影测量精度检测准则VDI/VDE part1，对实验的摄影测量设备进行精度检测实验。通过对7段基准长度进行多次测量，求取系统的最大测量误差E为0.4mm/1200mm。为近景摄影测量在车辆静力变形测量中的应用提供了高精度的测量依据。
　　(5)运用近景摄影测量实现车辆静力变形检测。以某大型牵引货车为研究对象，通过采集对比不同状态的点云数据，获得车辆底盘硬点的位移量。结果表明:货车中桥下推力杆中心在Z方向的位移变化量左侧为152.597mm，右侧为149.892mm，满足检测方提供的变化量150±5mm的区间范围。实现了近景摄影测量在车辆静力变形检测中的应用创新。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 课题意义及背景

1．2 国内外研究历史和发展

1．2．1 摄影测量发展史

1．2．2 车辆静力变形研究现状

1．3 研究内容与技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

1．4 本章小结

第二章 近景摄影测量基本理论

2．1．2 常用坐标系

2．2 坐标系转换

2．2．1 平面转换

2．2．2 空间坐标变换

2．3 摄影测量基本解析关系式

2．3．1 共线条件方程式

2．3．2 共面条件方程式

2．4 近景摄影测量静力变形测量

2．4．1 车辆静力变形概括

2．4．2 静力变形测量基本形式

2．5 本章小结

第三章 近景摄影测量的相机标定

3．1 相机畸变来源

3．1．1 径向畸变

3．1．2 切向畸变

3．1．3 像平面畸变

3．2 相机内参的修正

3．2．1 像点物点的相关性

3．2．2 相机畸变的修正

3．3 基于张氏标定法的自标定研究

3．3．2 标定实验

3．4 相机标定实验结果

3．5 本章小结

第四章 近景摄影测量的精度检测

4．1．2 精度测量过程

4．2 德国VDI／VDE Part2和part3检测准则

4．3 精度测量实验

4．4 本章小结

第五章 近景摄影测量在静力变形检测中的应用实例

5．1 静力变形测量概况与技术要求

5．2 测量准备工作与方案设计

5．2．1 测量所需设备及环境

5．2．2 试验方案设计

5．3 测量实例

5．3．1 点云采集

5．3．2 变形分析

5．4 测量结果

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 论文主要工作

6．2 论文创新点

6．3 工作展望

致谢

参考文献

附件

攻读硕士学位期间获得的学术成果