高精度视觉三维测量中双目相机标定及多视拼接技术研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiu999
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针对在测量背景复杂,且双目相机公共视场范围无法完全覆盖被测物体的情况下,本文提出基于编码立体靶标的双目相机标定和基于编码单元的多视拼接技术。本文的主要研究内容如下:(1)提出一种基于新型编码立体靶标并结合高精度参数优化的双目相机标定方法。新型编码立体靶标通过整合四个空间姿态不同的编码平面靶标,只需拍摄一次即可完成双目相机标定,有效提高了标定的效率;每个编码平面靶标内设置多个编码单元,在采集到局部靶标图像时仍能获得高精度标定结果;采用高精度参数优化方法,建立包含重投影约束、标准长度约束和共面约束的目标函数,有效提高了双目相机标定精度。实验结果表明:相比于张氏标定方法,本文所提标定方法获得的左右相机重投影误差分别降低了55.42%和57.22%,标准长度误差降低了41.28%,共面误差降低了63.04%。(2)提出一种基于新型编码单元的多视拼接算法。首先,针对复杂测量背景下待测物体测量难度大、误差大的问题,使用YOLOv4目标检测算法快速去除复杂测量背景;其次,通过计算左右图像的单应性矩阵,并结合极线约束完成立体匹配,解决了仅根据极线约束无法找到精确匹配点的问题;最后,针对传统的标志点已出现误匹配的情况,本文提出含有编码信息的编码单元,以此完成多个视角的拼接测量。(3)建立基于双目视觉的多视拼接测量系统,并对标准量块和阶梯轴零件进行了多视拼接测量实验。实验结果表明:采用本文所提的多视拼接方法得到的测量误差均小于0.08mm,满足高精度测量要求。
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