【摘 要】
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近年来,预制混凝土装配式建筑由于符合绿色建筑发展概念、便于工业化批量生产和智能化管理运输等特点,在我国得到业界和学术界的大力支持,关键技术发展迅速。装配式建筑大规模工业化施工是保障施工人员生命安全和房屋高效建造的关键,其中预制构件连接节点的空间三维坐标定位是实现构件间高效装配的核心技术。本文针对预制构件螺栓连接方式中螺栓孔节点定位精确度低的问题,提出一种改进遗传算法（Improved Geneti
【基金项目】
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国家自然科学基金（51678470）；
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近年来,预制混凝土装配式建筑由于符合绿色建筑发展概念、便于工业化批量生产和智能化管理运输等特点,在我国得到业界和学术界的大力支持,关键技术发展迅速。装配式建筑大规模工业化施工是保障施工人员生命安全和房屋高效建造的关键,其中预制构件连接节点的空间三维坐标定位是实现构件间高效装配的核心技术。本文针对预制构件螺栓连接方式中螺栓孔节点定位精确度低的问题,提出一种改进遗传算法（Improved Genetic Algorithm,IGA）优化支持向量回归（Support Vector Regression,SVR）的随机Hough变换螺栓孔定位方法,并利用双目视觉获取节点空间位置信息实现螺栓孔的三维定位。完成的主要工作如下:（1）双目视觉定位系统建立。为获取螺栓孔节点深度信息,采用平行双目视觉系统,根据目标研究对象选择合适的双目相机,分析摄像机成像模型以及四大坐标系转换关系。选用张正友棋盘格标定法进行相机参数标定并对左右图像立体校正,实现图像共面且行对准。（2）螺栓孔圆形定位方法及其改进。螺栓孔节点图像进行预处理后,使用经典圆检测算法随机Hough变换在不同成像角度下进行初步圆定位。考虑到实际螺栓孔节点形状特征及随机Hough变换算法自身固有缺陷,提出IGA-SVR的随机Hough变换方法定位螺栓孔节点。对遗传算法引入收敛因子和收缩包围与螺旋更新机制提高算法搜索效率及寻优精度,经测试函数验证算法优化性能。以此优化支持向量回归参数,结合随机Hough变换定位螺栓孔圆心像素坐标。（3）螺栓孔节点图像匹配与三维坐标定位。根据螺栓孔节点双目图像特性选用基于极线几何约束的准则进行立体匹配,搭建螺栓孔节点定位实验系统完成三维坐标定位工作,并与其他三种传统方法对比,实验结果表明本文所提的联合算法能够减小圆心坐标定位误差,再次验证改进算法的可靠性与稳定性。
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