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双目立体视觉检测具有速度快、非接触、较高精度、操作简单以及自动化程度高等优点,作为一种新的测量手段在许多领域内发挥巨大作用。本文以双目立体视觉技术在测量中的应用为研究对象,针对双目立体视觉测量中的一些关键性问题:双目立体视觉测量的基本原理、双目视觉传感器的参数标定方法、双目立体视觉中立体重建和误差分析等,从理论上和实践上进行了研究与探讨。
本文的主要研究内容可以概括为以下几个方面:
全面阐述了双目视觉测量的理论基础、系统构成,并总结了双目视觉测量的主要计算方法。
对双目视觉测量的关键技术之一的摄像机标定进行了理论介绍。同时对2D标定和3D标定进行了理论介绍和推导,对两种方法的优缺点进行了比较分析,得到了本论文的所需的标定方法:以Zhang方法为核心的2D标定方法。
编程实现了Zhang方法,在不同标定参数和标定环境下,对测量误差进行了详细分析,得到了影响测量精度的关键因素,为提高测量精度寻找了具体的途径;同时与Tsai方法的实验结果进行比较。实验结果表明,经调整后的Zhang方法比原Zhang方法和Tsai方法的测量误差要小。
介绍了基于CCD摄像机的光纤定位单元的视觉测量装置,分析了测量装置的稳定性,着重分析了采用标定靶实现对测量装置进行摄像机标定的方法。