钟建[1]2002年在《图象测量及分析系统的研究与实现》文中提出不断降价和普及的硬件设备以及在商业、医学、科研等领域稳定涌现出的新的应用，使得图象处理领域一直保持持续发展的势头并将在未来发挥更为重要的作用。图象的在线和高精度的测量分析也越来越广泛的应用于工业的许多领域，而已经商业化的应用系统对特定应用场合有许多的不便和不足，因此，该课题的提出有其必要性和现实的意义。本论文在一般光学镜头的基础上实现了一种基于面阵CCD摄像机的图象测量及分析系统。该系统能够实现自动对焦采集图象和在线对回转体工件装配间隙进行测量分析的任务。本论文综合分析了图象处理系统的各个组成部分对整个系统测量分析的精度影响的因素，明确了在已经预先配置好的硬件设计的基础上，通过软件的方法来加以补偿，在硬件设备以及用于对数字图象处理进行处理和定量分析的算法之间建立一个平衡，使系统的整体性能满足任务的需要。在自动聚焦过程中，论文采用了图象的灰度差分的绝对值之和的平方作为焦距评价函数，解决了是否正确聚焦的快速判断问题；采用了一种行之有效的基于阈值和曲线拟合的自动聚焦搜索方式，使聚焦速度和精度都得到了很大的提高。论文指出可以充分利用图象卡的功能，采用在内存中多图象平均的方法来有效的消除加性噪声的影响。论文综合分析了在图象分割前各平滑滤波器对图象的影响，明确高斯滤波器可以在保留图象细节和去除噪声间寻求平衡。论文在分析当前图象分割的现状和趋势的基础上，采用被称为最佳边缘检测算子的Marr算法，使图象分割和边缘提取的准确性得到了很大的提高；利用人机交互辅助的方法来搜索已经检出的稀疏边缘点，并用最小二乘法拟合这些边缘点，使装配间隙宽度的测量的精度和准确性得到了极大的保证。对整个系统采用了长光栅来标定，有效的减少了系统误差。实验表明该系统具有对焦速度快、范围大、对焦精确，系统精度高、体积小、可扩充性好的特点。聚焦范围可达几十毫米，聚焦时间为5秒钟，重复精度为7。装配间隙宽度测量的精度为几微米。
贺霖[2]2003年在《图象测量及分析系统的研究》文中研究指明在当今，信息技术正深刻地改变着人类社会的方方面面。随着计算机软、硬件技术的迅猛发展，特别是计算机在计算速度、传输速度、存储容量等方面的极大提高和在各个行业的迅速普及，计算机图象处理技术已得到迅速发展和广泛应用。图象测量是计算机图象处理技术应用的一个重要领域，它已经越来越广泛的应用于许多生产和研究领域。而已经商业化的通用性的应用系统对于特定应用场合来说不一定能满足需要，因此，该课题的提出有其必要性和现实的意义。本论文在一般光学镜头的基础上实现了一种基于面阵CCD摄像机的图象测量及分析系统。该系统能够实现图象式自动对焦采集图象和在线对回转体工件装配间隙进行测量分析的任务。在图象式自动聚焦过程中，论文采用了图象的灰度差分的绝对值之和的平方作为焦距评价函数，解决了是否正确聚焦的快速判断问题；采用了一种行之有效的基于阈值和曲线拟合的自动聚焦搜索方式，使聚焦速度和精度都得到了很大的提高。论文在分析当前图象分割的现状和趋势的基础上，采用基于LoG算子的动态阈值选取对图象进行分割，以克服非均匀光场给图象分割带来的影响，然后通过对区域特征的提取和分类准则的确定，准确识别出目标区域。并用最小二乘法拟合得到的二值边缘，使装配间隙宽度的测量的精度和准确性得到了极大的保证。论文综合分析了图象处理系统的各个组成部分对整个系统测量分析的精度影响的因素，明确了在已经预先配置好的硬件设计的基础上，通过软件的方法来加以补偿，在硬件设备以及用于对数字图象处理进行处理和定量分析的算法之间建立一个平衡，使系统的整体性能满足任务的需要。实验表明该系统具有对焦速度快、范围大、对焦精确，系统精度高、体积小，可扩充性好的特点。聚焦范围可达几十毫米，聚焦时间为5秒钟，重复精度为7。装配间隙宽度测量的精度为微米级。
杨杰[3]2004年在《基于投影光栅相位法的叁维物体表面轮廓测量系统的研究》文中研究说明随着计算机技术和信号处理技术的不断发展，利用机器视觉检测技术进行物体叁维表面轮廓形状的测量在各个领域的应用日益广泛。用于机器视觉检测技术的测量方法有多种，其中相位测量法以其测量精度高、速度快而成为最有前途的叁维轮廓测量方法之一。本论文主要研究的就是投影光栅相位法测量系统，主要从理论和实际测量系统的建立等方面作了研究： 分析了各种相位测量方法的数学模型，以及高度和相位之间的转换关系，并针对FTP工程测量方法及工程测量过程中遇到的问题进行了深入研究。 研究了测量系统中摄像机拍摄图象的景深问题，建立了图象中离焦面区域的距离与所产生的相位误差之间的关系，从而提高了系统的测量精度。 研制了由LCD投影仪、CCD摄像机、图象采集卡和工作台等组成的叁维物体测量系统硬件装置，并用Visual C++6.0开发了测量系统软件；实现了系统调整、系统标定、图象处理及图象分析等功能的集成。 通过实际测量验证了测量系统的可靠性。对系统误差和随机误差的产生进行分析，并提出了改进方案。 为进一步完善相位法，提出了将小波变换用于FTP中。描述了小波变换的原理，并采用db4小波对所拍摄的图象进行处理，用以去除背景光的影响，以及指导变频投影光栅的选择和柔性自适应性光栅的构造。
吴焕明[4]2003年在《基于网格标记的视觉坐标测量技术》文中进行了进一步梳理本论文对视觉坐标测量技术进行了系统的研究，建立了一个基于网格标记的四目视觉坐标测量系统的模型，并基于这一模型研制了一台四目视觉坐标测量仪，这一仪器用于金属板料变形过程的应变测量，得到了较好的效果。 本论文提出的基于网格标记的四目视觉坐标测量系统的模型首先需要在被测量物体上覆盖一层特殊的网格，把网格点作为测量特征点来处理，通过对带有网格标记的图象对的处理、计算，得到网格点的叁维坐标。本论文着重研究了针对带有网格标记的图象这个特殊的处理对象进行图象处理、立体匹配等算法的优化的问题，提出或者改进了一些可行的算法。同时该系统采用四个摄象机作为图象采集源，本论文从理论上对这种特殊的测量模型进行了分析，设计了坐标计算的算法。具体来说研究结果包括以下几个部分： 1．摄象机标定以及空间点叁维坐标计算。根据系统的精度要求，摄象机模型的选择的是线性模型。论文提出了基于网格标记的线性摄象机的标定方法，建立了基于线性摄象机模型的立体视觉模型，并设计了四台摄象机匹配进行空间点叁维坐标计算的算法。 2．图象采集与处理。设计了硬件独立的图象采集接口。基于网格标记图象，设计了一系列的合理的图象处理步骤，包括图象分割并二值化、二值图象闭运算、细化以及基于B样条插值的亚象素图象处理技术。系统的图象处理算法都是根据网格标记这个特殊的处理对象进行重新设计或者优化设计的。其中独立设计了自适应的移动窗口灰度阈值图象分割法，优化设计了并行模板匹配细化算法，独立提出了基于叁次均匀B样条插值放大局部图象的亚象素图象处理算法，并都取得了较好的处理效果。 3．网格点提取以及匹配。基于以前研究者的工作，提出了从细化网格图象中提取网格点的算法。独立的提出了基于网格点相邻关系建立二维表格的网格点匹配算法。 4．坐标数据的后处理。设计了通用的叁维显示模块以及后处理数据接口，方便了系统功能的扩展。
林佩谕[5]2005年在《FTP法工程测量中的关键技术研究》文中研究指明对叁维物体的表面轮廓进行测量是人们获得物体表面坐标数据的一种重要手段,在各种叁维表面轮廓测量方法中,利用机器视觉技术进行测量的方法以其简便、快捷、适合在线测量等优点而受到人们的关注。本文主要围绕FTP法工程测量中的关键技术展开深入的研究。 本文的主要工作集中在: (1)查阅国内外相关文献资料,了解国内外非接触测量的研究动态,熟悉FTP非接触测量法的原理,明确FTP法工程测量中需要解决的关键技术。 (2)对相位展开问题作了研究,采用逐点增长相展法和沿高度相展法对相位进行展开,利用这两种方法可以快速地得到变形光栅相对参考光栅的实际相位差。 (3)进一步研究了标定方法,针对原有平面(x,y)标定中存在的问题,对标定靶标进行了改进和完善,使操作简便,精度有所提高。 (4)分析了光栅的设计参数对投影光栅的影响,提出了参数选择的条件。并提出利用复合频率投影光栅求取相位的方法,同时对柔性滤波的机制进行了研究。 (5)对高度z轴与位置(x,y)的标定顺序产生的误差影响、景深对系统误差造成的影响以及物体斜率对高度精度的影响进行了详细的研究与讨论。同时还分析了其它一些因素,包括计算方法的影响、滤波窗口的影响、被测物体摆放位置的影响、图象噪声的影响以及时域信号截取的影响。 (6)在解决好关键技术的基础上,利用理论研究的结果,集成了软硬件系统,设计并研制了一台测量系统样机。样机的硬件由LCD投影仪、CCD摄像机、图象采集卡和工作台等组成。并用Visual C++ 6.0开发了样机系统软件,集成了系统调整、系统标定、系统测量等功能。 (7)在系统样机上进行了高度z标定和位置(x,y)标定的实验,通过分析实验结果给出系统的标定精度。又以标准圆柱体作为测量实例,证明了测量系统测量的准确性。 (8)为大场景测量进行了探讨性的工作。
倪俊峰[6]2003年在《层去图象法测量系统中的若干关键技术的研究》文中指出在反求工程技术中，物体的测量是反求工程的基础，现有的测量方法和技术很难高精度同时测量物体的内外轮廓。采用层去图象法测量技术可以同时测量零件的内外轮廓特征，得到零件的完整数据模型，精度也较高，而且还有助于缩短产品的设计和生产周期，降低生产成本。为了进一步提高测量精度，本文在对层去图象法反求测量系统中的若干关键技术作了深入研究。 本项目开发研制了一种专用封装材料来封装被测零件，封装材料根据不同的需要，可以配置出不同的颜色，使得与被测零件的图象颜色具有较明显差别，能够提取出精确的零件截面的边界轮廓，并且具有良好的粘合性能、机械性能和适当的韧性，操作也比较简单。 对采集断层图象的摄像系统进行了改良设计，保证了图象的稳定采集。采取了若干措施与方案，对整个测量系统的定位摄像，清除碎屑和图象的拼接等，都实行了自动化测量。并且对从数字图象到零件的层矢量数据整个过程当中涉及到的图象和数据处理算法进行了研究，做出了进一步的改进，并用软件实现了这些算法。 通过对图象中的象素点与空间中的一点之间的映射关系的分析，提出了一种基于网格插值的标定方法，该方法将复杂的非线性的问题转化为一个个小区域的线性问题，实现了图象平面的线性和复杂非线性变形问题的校正。此算法简单快速，能显着地提高了测量系统的精度。 本系统结构简单，设备安装方便，成本低，能够灵活、便利地测量零件内外轮廓特征，在工业快速成型制造领域有着广泛的应用前景。
冉铮惠[7]2003年在《数字图象处理技术在平面等倾干涉测量中的应用》文中研究指明在等倾干涉测量中，不断变化的明暗相交的圆环形干涉条纹，反映了被测件的平面度信息，因此对干涉条纹的变化进行记录和分析显得至关重要。但是由于传统测试系统的局限性，使得使用平面等倾干涉仪进行测量的过程烦琐，从而导致效率低下，而且测量精度不高。随着近代电子技术和计算机图像处理技术的发展，把新兴的图像传感技术、计算机控制和数字图像处理技术相结合是新一代自动化、高精度、高效率等倾干涉测试系统的最佳解决方案。 本课题主要研究了应用数字图像处理技术对等倾干涉测量系统进行改进。该系统利用CCD摄像机实时获取被测件的干涉圆环信息，然后用数字图像处理技术对干涉图像进行滤波平滑、条纹细化、中心条纹提取、干涉环直径测量等操作。通过详实周密的数据处理，实现了测量结果的优化。针对图像测量系统普遍存在的测量误差，本论文还探讨了CCD等倾干涉测试系统的测量误差产生的原因和消除的途径。 通过大量的测试实验证明，CCD等倾干涉测试系统能够应用数字图像处理技术对等倾干涉条纹进行实时采集和测量，提高了平面度测量的精确度；提高了工作效率，降低了劳动强度，具有实用推广价值。
宋展[8]2003年在《显微图象特征匹配与叁维显示初步研究》文中认为显微立体视觉是立体视觉技术在微观领域的应用，体视显微镜和CCD传感器构成了显微立体视觉系统的主体。基于以上环境，通过立体视觉的方式实现微观物体的叁维重构和快速显微叁维测量，进而实现微操作的视觉自动引导，提高其自动化水平。本文研究了显微立体视觉中的立体匹配技术，具体分为图象预处理、特征提取、立体匹配、深度恢复、重构结果显示及叁维数据处理等。 针对显微图象的特点，采用滤波、增强及直方图处理等方法，在预处理阶段去掉了大部分图象噪声，提高了对比度，有效地实现了图象目标和背景区域分离，为特征提取与匹配提供了良好的信息源。根据特征检测的基本原理，本文选择边缘检测算子为特征提取算子，使用Sobel、Laplacian、LoG、局部熵等多种算子对显微图象进行处理，并在局部熵算子的基础上，提出了一种基于阈值曲线分析和边缘采样的双阈值边缘检测算法，取得了较好的效果。通过对LoG和局部熵算子的局部化改进，将其作为特征检测算子，对显微图象进行特征提取，并对实验结果进行了初步分析。 立体匹配是本文研究的重点，本文采用了灰度、特征区域以及灰度和特征混合区域等多种匹配基元，以最大互相关系数为相似性测度，使用逐点和隔点匹配策略，对多组显微图象进行了立体匹配，得到了表面离散视差。为了恢复匹配点处的深度信息，本文引入了弱视差显微立体视觉模型，利用模板标定法对系统参数进行了标定。在立体显示部分，本文选择OpenGL作为重构结果立体显示和后续处理的开发环境，提出了数据预处理、叁维散乱点叁角剖分、叁角曲面构造的解决方案。对叁维散乱点云数据做了初步处理，在Cline-Renka算法基础上对其数据结构和处理流程进行了改进，实现了二维散乱数据的Delaunay叁角剖分。 在实验部分，本文使用多种匹配方法对塑料模板、电阻不规则表面进行了叁维重构。使用特征与灰度混合匹配和边缘标记两种匹配方法对微沟道硅模板截面进行了叁维重构和测量，其深度误差分别达到了2.8％和1.3％，取得了令人满意的重构结果。实验结果表明，使用立体匹配的方法对显微物体进行叁维重构和测量是可行的，但还要根据微观物体和场景的特点对匹配基元与匹配方法的做出恰当地选择，在保证足够信息量的基础上，尽量降低误匹配率和提高运算速度。
参考文献：
[1]. 图象测量及分析系统的研究与实现[D]. 钟建. 重庆大学. 2002
[2]. 图象测量及分析系统的研究[D]. 贺霖. 重庆大学. 2003
[3]. 基于投影光栅相位法的叁维物体表面轮廓测量系统的研究[D]. 杨杰. 天津科技大学. 2004
[4]. 基于网格标记的视觉坐标测量技术[D]. 吴焕明. 青岛大学. 2003
[5]. FTP法工程测量中的关键技术研究[D]. 林佩谕. 天津科技大学. 2005
[6]. 层去图象法测量系统中的若干关键技术的研究[D]. 倪俊峰. 西安科技大学. 2003
[7]. 数字图象处理技术在平面等倾干涉测量中的应用[D]. 冉铮惠. 电子科技大学. 2003
[8]. 显微图象特征匹配与叁维显示初步研究[D]. 宋展. 大连理工大学. 2003
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