复杂曲面坐标测量的建模与应用

摘要

该课题就是应用视觉测量技术来检测车轮踏面的轮廓几何参数.该课题研制的测量系统采用线激光投射到车轮踏面轮廓上,通过左、右CCD摄像机系统的拍摄和图象采集得到车轮轮廓的激光曲线图.作者独立完成的工作包括:(1)对车轮轮廓的激光曲线图象进行处理;(2)建立了左、右CCD摄像机的实际摄像模型,推导出图象坐标到物方实际坐标的交换关系;(3)研究了几种曲线拼接方法;(4)通过实验,应用曲线拼接方法确定轮廓曲线的形状,最终算出反映车轮磨损的重要参数.测量结果的精度满足要求.

目录

文摘

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致谢

第一章前言

1.1课题来源

1.2国内外研究现状

1.3本课题研究内容及科学意义

2.1计算机视觉测量基本原理

2.2系统的硬件结构

2.3系统的光源设计

2.4面阵CCD摄像机系统

2.4.1 CCD概述

2.4.2 CCD的结构及工作原理

2.5图象采集卡

2.5.1图象采集卡的工作原理

2.5.2图象采集卡的选择

2.6系统的图象处理软件

第三章视觉测量系统的数学建模

3.1视觉测量系统的一般模型建立方法

3.2摄像机理想透视变换模型

3.2.1物空间坐标系到摄像机空间坐标系的变换

3.2.2摄像机坐标系和像平面坐标系的针孔透视变换

3.2.3像平面坐标与计算机坐标间的转换

3.2.4摄像机的理想变换模型

3.3实际摄像机模型

3.3.1摄像机镜头畸变模型

3.3.2实际摄像机模型

3.4本测量系统的坐标转换数学模型

第四章视觉测量系统的标定

4.1摄像机标定的意义

4.2视觉测量系统的坐标系

4.2.1图象坐标系

4.2.2摄像机坐标系与世界坐标系

4.3线性模型摄像机的标定

4.4非线性模型摄像机标定

4.5本测量系统的摄像机标定

第五章图象处理

5.1图象的获取

5.2图象处理

5.2.1图象二值化

5.2.2滤波处理

5.2.3细化

第六章曲线的拼接

6.1划线拼接法

6.2斜率法

6.2.2斜率法可行性检验

第七章实验

7.1实验方案

7.2标定实验

7.2.1平面靶标实验

7.2.2.坐标变换模型参数的计算

7.3划线拼接法的实验

7.3.1左CCD的测量结果

7.3.2 右CCD的测量结果

7.3.3数据合成

7.4曲线拟合及参数的计算

7.5精度分析

第八章结束语

8.1总结

8.2未来工作的设想

参考文献