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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 影響雙目視覺測量系統(tǒng)精度因素分析
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 簡介：
- 本作品是建立在國內(nèi)外已有的研究成果之上，先分析其已有研究成果的文獻(xiàn)，再根據(jù)分析結(jié)果建立出數(shù)學(xué)模型，并對相關(guān)影響因素進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，最后得出各影響精度因數(shù)對測量結(jié)果的相關(guān)結(jié)論。
- 詳細(xì)介紹：
- 根據(jù)對影響雙目視覺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其相關(guān)參數(shù)的分析、研究、總結(jié)，通過誤差合成和分配原理，推導(dǎo)相機(jī)姿態(tài)參數(shù)、焦距參數(shù)、像點(diǎn)參數(shù)的誤差對物點(diǎn)精度影響的數(shù)學(xué)表達(dá)式。對所得的數(shù)學(xué)結(jié)論進(jìn)行仿真驗(yàn)證，直觀的給出各個(gè)參數(shù)的誤差對物點(diǎn)精度的影響情況。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 分析影響雙目視覺測量精度的因素。所得結(jié)論用于指導(dǎo)實(shí)際雙目視覺系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及為相機(jī)標(biāo)定參數(shù)是否符合系統(tǒng)精度要求的一種判據(jù)。先調(diào)研雙目視覺測量結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)，在綜合眾多文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)合理的、易于分析求解三維物點(diǎn)的數(shù)學(xué)模型。通過誤差合成和分配原理，推導(dǎo)相機(jī)姿態(tài)參數(shù)、焦距參數(shù)、像點(diǎn)參數(shù)的誤差對物點(diǎn)精度影響的數(shù)學(xué)表達(dá)式。對所得的數(shù)學(xué)結(jié)論進(jìn)行仿真驗(yàn)證，直觀的給出各個(gè)參數(shù)的誤差對物點(diǎn)精度的影響情況。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 科學(xué)性：（1）在本文的推導(dǎo)中，假定相機(jī)成像為針孔成像，這和實(shí)際的畸變較小的相機(jī)成像原理相符。另，相機(jī)針孔成像原理為機(jī)器視覺界普遍認(rèn)可的結(jié)論。（2）本文推導(dǎo)各個(gè)參數(shù)的誤差對物點(diǎn)精度影響時(shí)，采用誤差合成與分配原理，符合誤差傳播理論。 先進(jìn)性及獨(dú)特性：推導(dǎo)出了雙目立體視覺測量系統(tǒng)中，相機(jī)姿態(tài)參數(shù)、焦距參數(shù)、像點(diǎn)參數(shù)的誤差對物點(diǎn)精度影響的具體數(shù)學(xué)表達(dá)式。并通過仿真測試，得出了結(jié)論。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- （1） 所得到的結(jié)論對于提高雙目立體視覺測量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有指導(dǎo)作用。 （2） 所得結(jié)論為相機(jī)標(biāo)定后所得的標(biāo)定參數(shù)是否符合系統(tǒng)精度要求提供一種判據(jù)。 （3） 其現(xiàn)實(shí)意義在于所得結(jié)論可提高雙目立體視覺測量精度，擴(kuò)大雙目視覺測量系統(tǒng)在汽車、船舶、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 目視覺測量系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)制造與工業(yè)檢測領(lǐng)域。根據(jù)相機(jī)針孔成像原理，建立了雙目視覺測量系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出了焦距、像點(diǎn)、基線、兩相機(jī)姿態(tài)角的誤差與物點(diǎn)精度之間的定量數(shù)學(xué)關(guān)系。通過仿真實(shí)驗(yàn)，得出如下結(jié)論：物點(diǎn)精度與上述參數(shù)的擾動為非線性關(guān)系?；€誤差對物點(diǎn)精度的影響取決于焦距大小、像點(diǎn)分布以及相機(jī)間的姿態(tài)，而與基線本身無關(guān)。相機(jī)姿態(tài)誤差、焦距誤差對物點(diǎn)精度的影響與基線長度、像點(diǎn)在豎直方向的值成正比例關(guān)系。像點(diǎn)誤差對物點(diǎn)誤差的影響與基線長度成正比，位于水平方向的像點(diǎn)誤差對物點(diǎn)精度的影響較豎直方向像點(diǎn)誤差對物點(diǎn)精度影響高。
獲獎情況
- 在昆明學(xué)院第二屆大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽上獲一等獎
鑒定結(jié)果
- 該作品具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
- 對于提高雙目立體視覺測量精度的現(xiàn)有技術(shù)主要有：（1）提高標(biāo)定精度。（2）提高圖像檢測精度。（3）雙目相機(jī)間結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化。 技術(shù)文獻(xiàn)： [ ]肖振鐘，梁晉，唐正宗，梁新合. 汽車大型模具實(shí)型的三維攝影測量檢測[J].塑性工程學(xué)報(bào)，2009,16（2）：150-156 [2]李文杰，賈云得，高世橋．立體視覺系統(tǒng)攝像機(jī)標(biāo)定自動化[J]．兵工自動化，2000，1:13-18 [3]衡偉．用于高精度三維計(jì)算機(jī)視覺的圖象系統(tǒng)標(biāo)定和誤差補(bǔ)償[J]．中國圖象圖形學(xué)報(bào)，2001,6（10）：988-993 [4]蔡健榮，趙杰文．雙目立體視覺系統(tǒng)攝像機(jī)標(biāo)定[J]．江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)，2006,27（1）：6-10 [5]張虎，達(dá)飛鵬，邢德奎．光學(xué)測量中橢圓圓心定位算法研究[J]．應(yīng)用光學(xué)，2008,29（6）：905-912 [6]劉瓊，秦現(xiàn)生，應(yīng)申舜，賀峰．雙目視覺測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)及精度分析[J]．中國機(jī)械工程，2008，19（22）：2728-2733
同類課題研究水平概述
- 雙目視覺測量系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)制造與工業(yè)檢測領(lǐng)域，是根據(jù)相機(jī)針孔成像原理而建立了雙目視覺測量系統(tǒng)。相比傳統(tǒng)的測量技術(shù)，雙目視覺測量系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、數(shù)據(jù)采集速度快，自動化程度高、非接觸等優(yōu)點(diǎn)。自對雙目測量系統(tǒng)的研究以來，國內(nèi)外出現(xiàn)了許多相關(guān)問題的研究，其研究成果是從對建立雙目測量系統(tǒng)到提高雙目測量精度方法的研究，再到影響雙目測量系統(tǒng)因素的研究。其研究成果被廣泛的應(yīng)用在了汽車、船舶、航空航天等領(lǐng)域的實(shí)時(shí)在線三維測量上。 當(dāng)前國內(nèi)外研究的主要成果有： （1）如何建立雙目測量系統(tǒng) （2）提高標(biāo)定精度。 （3）提高圖像檢測精度。 （4）雙目相機(jī)間結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化。 對于本課題，其分析的是影響雙目測量系統(tǒng)精度的因素。就這個(gè)課題，在國內(nèi)外對雙目測量系統(tǒng)研究成果中都有報(bào)道，但是，其主要集中在如何提高相機(jī)標(biāo)定精度、如何提高圖像檢測精度以及雙目相機(jī)間機(jī)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化，對于影響物點(diǎn)求解精度因素的全面定量分析較少。 本文主要的特點(diǎn)在于：推導(dǎo)相機(jī)焦距、相機(jī)姿態(tài)角、像平面像點(diǎn)坐標(biāo)的誤差（擾動）對物點(diǎn)精度影響的具體數(shù)學(xué)表達(dá)式（這個(gè)表達(dá)式很多論文都沒有給出，比如作品中的參考文獻(xiàn)[6]）；并根據(jù)推導(dǎo)出的理論給出了仿真實(shí)驗(yàn)。
