計(jì)算機(jī)視覺(jué)測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、在一些應(yīng)用中，快速非接觸測(cè)量物體的溫度、數(shù)量、大小、距離等數(shù)據(jù)非常重要。傳統(tǒng)的測(cè)量方法需要與被測(cè)物體接觸，且測(cè)量速度慢、勞動(dòng)強(qiáng)度大，很難滿足這些應(yīng)用的要求。視覺(jué)測(cè)量技術(shù)是利用攝像機(jī)采集圖像，通過(guò)計(jì)算機(jī)分析處理圖像獲得物體的位置或溫度等信息，具有非接觸、速度快、高精度和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)，在生產(chǎn)、安全，國(guó)防及醫(yī)療等領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本文對(duì)紅外及可見(jiàn)光視覺(jué)測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，主要完成了如下工作：
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2、一)提出一種紅外攝像機(jī)內(nèi)部的紅外輻射對(duì)成像質(zhì)量影響的消除方法。該方法分為三步：1)采集不同環(huán)境溫度的兩點(diǎn)數(shù)據(jù)，并利用最小二乘法求出兩點(diǎn)數(shù)據(jù)隨攝像機(jī)溫度變化的函數(shù)。2)利用這些函數(shù)，就可以根據(jù)攝像機(jī)溫度計(jì)算其兩點(diǎn)數(shù)據(jù)。3)用兩點(diǎn)校正法校正采集到的圖像。理論分析及實(shí)驗(yàn)表明，該方法能在工作溫度范圍內(nèi)消除內(nèi)部輻射對(duì)紅外圖像的影響。
　　 (二)提出一種紅外攝像機(jī)內(nèi)部的紅外輻射對(duì)測(cè)溫精度影響的補(bǔ)償方法。該方法分為三步：1)獲取標(biāo)定數(shù)據(jù)，并

3、利用最小二乘法求出標(biāo)定函數(shù)。2)獲取補(bǔ)償數(shù)據(jù)，并用曲線擬合求出補(bǔ)償函數(shù)。3)利用標(biāo)定函數(shù)和補(bǔ)償函數(shù)，就可以根據(jù)像素值和攝像機(jī)溫度計(jì)算出任一環(huán)境溫度下物體的溫度。
　　 另外，獲得補(bǔ)償數(shù)據(jù)很耗時(shí)，提出了補(bǔ)償數(shù)據(jù)的移植方法。該方法首先計(jì)算母攝像機(jī)和與之結(jié)構(gòu)完全相同的子攝像機(jī)內(nèi)部輻射響應(yīng)率的比值。利用該比值，就可根據(jù)母攝像機(jī)的補(bǔ)償數(shù)據(jù)計(jì)算出子攝像機(jī)的補(bǔ)償數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，母子攝像機(jī)都能在2℃的誤差范圍內(nèi)測(cè)量物體的溫度。
　　

4、 (三)提出一種帶三軸加速度傳感器的單攝像機(jī)繞固定旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量物體三維坐標(biāo)的方法。1)給出了不同位置的攝像機(jī)坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移向量與攝像機(jī)旋轉(zhuǎn)角度的關(guān)系，該旋轉(zhuǎn)角度可由三軸加速度傳感器的讀數(shù)計(jì)算獲得。2)通過(guò)標(biāo)定數(shù)據(jù)及坐標(biāo)系的變換關(guān)系，提出了一種計(jì)算旋轉(zhuǎn)軸相對(duì)于攝像機(jī)坐標(biāo)系的位置和方位的方法。3)在給定兩位置采集的物體圖像及攝像機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度，計(jì)算出物體的三維坐標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性。
　　 (四)提出材料樣本

5、腐蝕產(chǎn)物的檢測(cè)及面積測(cè)量方法。首先，標(biāo)定攝像機(jī)，校正攝像機(jī)畸變并獲取物體坐標(biāo)系到圖像坐標(biāo)系的映射。其次，通過(guò)使用像素間的色彩距離計(jì)算邊的權(quán)值，改善最小割、隨機(jī)游走及Power Watershed分割腐蝕產(chǎn)物的效果。第三，這些分割方法需要事先標(biāo)識(shí)種子，這是一個(gè)非常繁瑣的工作，本文提了一種交互式的腐蝕產(chǎn)物檢測(cè)并標(biāo)注其種子的方法。該方法只需要標(biāo)注第一個(gè)腐蝕產(chǎn)物的種子，并用以上方法分割出該腐蝕產(chǎn)物。然后利用該腐蝕產(chǎn)物的色彩及文本特征，檢測(cè)其余產(chǎn)