高温物体的三维轮廓测量方法研究
发布时间：2022-12-05 01:23
锻造行业是装备制造领域得以发展的基础,对锻件表面轮廓的测量也成为制造业发展的重要因素之一。随着国家对锻件加工质量的逐渐重视,对其轮廓测量的需求也随之增加。高温物体的测量与常温物体不同,其高温特点及辐射特性限制了传统测量技术的应用。视觉测量作为非接触测量的一种,具有测量速度快、精度高以及操作方便等优点。本课题基于双目立体视觉测量原理,研究了对高温物体三维轮廓的测量方法。本文首先设计了高温物体的图像采集方案。使用450nm的蓝色随机点光源投射在物体表面制造大量特征点,并搭配相应波段滤光片滤除高温物体辐射的可见光,经实验验证,该方案能够采集到包含清晰特征点的物体图像。其次研究了针对本文测量方案的基于特征点的NCC立体匹配算法。其中,为了得到优质特征点,对几种特征提取算法做了研究对比,选择Harris算子实现提取工作,并对其构造单尺度特征描述子,由此获得初始匹配点集,该点集中的特征点周围具有较丰富的灰度信息,可提高后续灰度互相关匹配的可靠性,而且将待匹配像素的搜索范围限制在了特征点的适当邻域内,减少了大量的无用工作。同时,在传统的NCC区域匹配算法中加入了金字塔搜索法,该方法不仅可以在获得大量...
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 高温物体测量的研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 三维测量的研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 本论文的主要研究内容
第2章 测量系统总体方案设计
2.1 引言
2.2 测量系统方案设计
2.2.1 三维测量方案设计
2.2.2 高温物体图像采集方案设计
2.3 硬件组成与选型
2.4 图像采集实验
2.5 本章小结
第3章 双目视觉三维测量技术
3.1 引言
3.2 双目立体视觉测量系统模型
3.3 双目视觉三维重建流程
3.4 相机畸变矫正
3.5 相机标定
3.5.1 标定实验
3.5.2 立体校正
3.6 本章小结
第4章 立体匹配算法研究与实现
4.1 引言
4.2 立体匹配方法
4.2.1 基于特征点的匹配方法
4.2.2 基于区域的匹配方法
4.3 基于特征点的NCC匹配算法设计与实现
4.3.1 基于特征点的NCC匹配设计思想
4.3.2 特征点提取算法研究
4.3.3 基于Harris-SIFT的特征点匹配
4.3.4 金字塔搜索法
4.4 视差图优化
4.4.1 亚像素插值
4.4.2 视差图填充
4.5 匹配算法对比验证
4.6 本章小结
第5章 三维轮廓重建实验验证
5.1 引言
5.2 平面拟合方法
5.3 被测工件图像采集
5.4 实验验证及分析
5.4.1 表面轮廓重建实验
5.4.2 测量精度实验验证
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]结构光三维扫描技术的应用研究[J]. 段军. 现代制造技术与装备. 2019(01)
[2]双目立体视觉的研究现状及进展[J]. 黄鹏程,江剑宇,杨波. 光学仪器. 2018(04)
[3]双目结构光的钢轨表面缺陷检测系统设计[J]. 张华,赵碧霞,刘桂华,王静强,王姮. 自动化仪表. 2018(04)
[4]主动式双目视觉三维成像技术研究[J]. 牟科瀚,王泽勇. 电子制作. 2018(07)
[5]以线结构光视觉测量为基础的逆向工程技术探索[J]. 赵从容. 现代制造技术与装备. 2017(11)
[6]基于结构特征的全局立体匹配算法[J]. 刘玉森,汪涛. 信息技术. 2017(01)
[7]大型锻件尺寸测量CCD图像的去噪算法研究[J]. 李树奎,聂绍珉,唐景林,吴鹏. 塑性工程学报. 2009(01)
[8]大锻件热态在线尺寸测量研究综述[J]. 聂绍珉,李树奎. 金属加工(热加工). 2008(11)
[9]基于小波变换的大型锻件图像边缘检测[J]. 聂绍珉,李树奎. 塑性工程学报. 2007(06)
[10]大型锻件尺寸CCD测量的数学模型研究[J]. 聂绍珉,张庆,李树奎,薛永栋. 塑性工程学报. 2006(06)
硕士论文
[1]基于Harris-SIFT算法的双目视觉立体匹配研究[D]. 赵丽丽.东北石油大学 2018
[2]基于双目立体视觉三维重建方法的研究[D]. 张如如.聊城大学 2018
[3]基于结构光和双目视觉的三维重建系统研究[D]. 赵焕谦.哈尔滨工业大学 2017
[4]大型锻件双目视觉测量匹配关键技术研究[D]. 樊超楠.大连理工大学 2017
[5]大锻件在线测量系统中的三维重构研究[D]. 盛佳伟.东华大学 2016
[6]大型锻件在线尺寸测量系统研究[D]. 李建丽.北京理工大学 2015
[7]高温锻件视觉测量技术研究[D]. 毕超.天津大学 2012
[8]锻件热态尺寸视觉测量中的图像处理关键技术[D]. 贾兴华.大连理工大学 2010
[9]大锻件尺寸测量及形状检测技术研究[D]. 李朝弟.大连理工大学 2010
[10]新型大锻件尺寸测量系统的关键技术研究[D]. 于鹏.上海交通大学 2008
本文编号：3709384
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 高温物体测量的研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 三维测量的研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 本论文的主要研究内容
第2章 测量系统总体方案设计
2.1 引言
2.2 测量系统方案设计
2.2.1 三维测量方案设计
2.2.2 高温物体图像采集方案设计
2.3 硬件组成与选型
2.4 图像采集实验
2.5 本章小结
第3章 双目视觉三维测量技术
3.1 引言
3.2 双目立体视觉测量系统模型
3.3 双目视觉三维重建流程
3.4 相机畸变矫正
3.5 相机标定
3.5.1 标定实验
3.5.2 立体校正
3.6 本章小结
第4章 立体匹配算法研究与实现
4.1 引言
4.2 立体匹配方法
4.2.1 基于特征点的匹配方法
4.2.2 基于区域的匹配方法
4.3 基于特征点的NCC匹配算法设计与实现
4.3.1 基于特征点的NCC匹配设计思想
4.3.2 特征点提取算法研究
4.3.3 基于Harris-SIFT的特征点匹配
4.3.4 金字塔搜索法
4.4 视差图优化
4.4.1 亚像素插值
4.4.2 视差图填充
4.5 匹配算法对比验证
4.6 本章小结
第5章 三维轮廓重建实验验证
5.1 引言
5.2 平面拟合方法
5.3 被测工件图像采集
5.4 实验验证及分析
5.4.1 表面轮廓重建实验
5.4.2 测量精度实验验证
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]结构光三维扫描技术的应用研究[J]. 段军. 现代制造技术与装备. 2019(01)
[2]双目立体视觉的研究现状及进展[J]. 黄鹏程,江剑宇,杨波. 光学仪器. 2018(04)
[3]双目结构光的钢轨表面缺陷检测系统设计[J]. 张华,赵碧霞,刘桂华,王静强,王姮. 自动化仪表. 2018(04)
[4]主动式双目视觉三维成像技术研究[J]. 牟科瀚,王泽勇. 电子制作. 2018(07)
[5]以线结构光视觉测量为基础的逆向工程技术探索[J]. 赵从容. 现代制造技术与装备. 2017(11)
[6]基于结构特征的全局立体匹配算法[J]. 刘玉森,汪涛. 信息技术. 2017(01)
[7]大型锻件尺寸测量CCD图像的去噪算法研究[J]. 李树奎,聂绍珉,唐景林,吴鹏. 塑性工程学报. 2009(01)
[8]大锻件热态在线尺寸测量研究综述[J]. 聂绍珉,李树奎. 金属加工(热加工). 2008(11)
[9]基于小波变换的大型锻件图像边缘检测[J]. 聂绍珉,李树奎. 塑性工程学报. 2007(06)
[10]大型锻件尺寸CCD测量的数学模型研究[J]. 聂绍珉,张庆,李树奎,薛永栋. 塑性工程学报. 2006(06)
硕士论文
[1]基于Harris-SIFT算法的双目视觉立体匹配研究[D]. 赵丽丽.东北石油大学 2018
[2]基于双目立体视觉三维重建方法的研究[D]. 张如如.聊城大学 2018
[3]基于结构光和双目视觉的三维重建系统研究[D]. 赵焕谦.哈尔滨工业大学 2017
[4]大型锻件双目视觉测量匹配关键技术研究[D]. 樊超楠.大连理工大学 2017
[5]大锻件在线测量系统中的三维重构研究[D]. 盛佳伟.东华大学 2016
[6]大型锻件在线尺寸测量系统研究[D]. 李建丽.北京理工大学 2015
[7]高温锻件视觉测量技术研究[D]. 毕超.天津大学 2012
[8]锻件热态尺寸视觉测量中的图像处理关键技术[D]. 贾兴华.大连理工大学 2010
[9]大锻件尺寸测量及形状检测技术研究[D]. 李朝弟.大连理工大学 2010
[10]新型大锻件尺寸测量系统的关键技术研究[D]. 于鹏.上海交通大学 2008
本文编号：3709384
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/sousuoyinqinglunwen/3709384.html