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本论文结合最新的计算机立体视觉技术和图像采集与处理技术,提出了一种基于激光网格标记的视觉坐标测量技术,并将其应用于一个实际的视觉坐标测量系统。该技术填补了国内相关领域的空白,使相应的一些测量手段摆脱了人工测量的不稳定和低效率等缺点。 本论文提出的视觉坐标测量系统首先需要在被测量物体上投射一层激光网格标记,把网格点作为测量特征点来处理,在整个系统功能确定下来的基础上,本论文着重研究了激光网格标记的生成以及针对网格图像这个特殊的处理对象进行图像获取、图像处理、立体匹配等问题,提出或者改进了一些可行的算法。同时该系统采用四个摄像机作为图像采集源,本论文从理论上对这种特殊的测量模型进行了分析,设计了具体的实现算法。总的来说研究结果包括以下几个部分: 1、激光网格标记的产生。生成激光网格标记时需要通过确定光源的适当的焦距、强度和组合方式,使所投射出的激光线具有较普遍的适用性(具有合适的投射距离,合适的粗度,合适的亮度,合适的线间距等)。本文通过反复的实验,最后找到了一种适当的光源发生器件,并对其一些重要参数进行了比较准确的描述。 2、标记图像的采集与处理。为了将网格线从原始图像提取出来,本文设计了适当的图像采集方案。另外,根据采集过程中存在的许多干扰因素,如被测物体表面的光滑度、颜色、纹理对比度、反射度,特别是摄像机本身的电子扰动以及环境光的影响等,本文分别采取了相应的消除干扰的方法,形成了一套有效的图像采集方法。本文采用差影法进行网格线提取,并且较好地解决了由于采集条件的不稳定性(环境光线的不确定性变化、图像采集器本身的不稳定性等)所产生的噪声干扰的消除问题,由于在去除噪声的过程中不可避免的会导致图像信息量的损失,本文综合采用图像序列取平均、二值化最优阈值选择等多种方法在有效去除噪声的同时基本不损失图像有效信息量。另外,本文针对细化过程中产生的毛刺、断裂等问题设计了有效的解决方案。 3、网格标记点的提取与匹配。本文的匹配方法充分利用了主动式标记方法的灵活性与可控性。本文中的网格标记点不是直接产生的,而是由两组标记线合成的,利用这一特点,本文巧妙安排了图像处理与网格标记点合成的顺序,将点的匹配转化为线的匹配,从而简化了匹配的复杂性,并提高了匹配的精度与效率。