計算機視覺測量關鍵技術研究.pdf

1、在一些應用中，快速非接觸測量物體的溫度、數(shù)量、大小、距離等數(shù)據(jù)非常重要。傳統(tǒng)的測量方法需要與被測物體接觸，且測量速度慢、勞動強度大，很難滿足這些應用的要求。視覺測量技術是利用攝像機采集圖像，通過計算機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、高精度和自動化程度高的特點，在生產(chǎn)、安全，國防及醫(yī)療等領域中具有廣闊的應用前景。
　　 本文對紅外及可見光視覺測量的關鍵技術進行研究，主要完成了如下工作：
　　 (

2、一)提出一種紅外攝像機內部的紅外輻射對成像質量影響的消除方法。該方法分為三步：1)采集不同環(huán)境溫度的兩點數(shù)據(jù)，并利用最小二乘法求出兩點數(shù)據(jù)隨攝像機溫度變化的函數(shù)。2)利用這些函數(shù)，就可以根據(jù)攝像機溫度計算其兩點數(shù)據(jù)。3)用兩點校正法校正采集到的圖像。理論分析及實驗表明，該方法能在工作溫度范圍內消除內部輻射對紅外圖像的影響。
　　 (二)提出一種紅外攝像機內部的紅外輻射對測溫精度影響的補償方法。該方法分為三步：1)獲取標定數(shù)據(jù)，并

3、利用最小二乘法求出標定函數(shù)。2)獲取補償數(shù)據(jù)，并用曲線擬合求出補償函數(shù)。3)利用標定函數(shù)和補償函數(shù)，就可以根據(jù)像素值和攝像機溫度計算出任一環(huán)境溫度下物體的溫度。
　　 另外，獲得補償數(shù)據(jù)很耗時，提出了補償數(shù)據(jù)的移植方法。該方法首先計算母攝像機和與之結構完全相同的子攝像機內部輻射響應率的比值。利用該比值，就可根據(jù)母攝像機的補償數(shù)據(jù)計算出子攝像機的補償數(shù)據(jù)。實驗結果表明，母子攝像機都能在2℃的誤差范圍內測量物體的溫度。
　　

4、 (三)提出一種帶三軸加速度傳感器的單攝像機繞固定旋轉軸轉動測量物體三維坐標的方法。1)給出了不同位置的攝像機坐標系之間的旋轉矩陣和平移向量與攝像機旋轉角度的關系，該旋轉角度可由三軸加速度傳感器的讀數(shù)計算獲得。2)通過標定數(shù)據(jù)及坐標系的變換關系，提出了一種計算旋轉軸相對于攝像機坐標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的旋轉角度，計算出物體的三維坐標。實驗結果驗證了該方法的有效性。
　　 (四)提出材料樣本

5、腐蝕產(chǎn)物的檢測及面積測量方法。首先，標定攝像機，校正攝像機畸變并獲取物體坐標系到圖像坐標系的映射。其次，通過使用像素間的色彩距離計算邊的權值，改善最小割、隨機游走及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識種子，這是一個非常繁瑣的工作，本文提了一種交互式的腐蝕產(chǎn)物檢測并標注其種子的方法。該方法只需要標注第一個腐蝕產(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，檢測其余產(chǎn)