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基于立体视觉的三维尺寸测量系统研制

作　者: 李宁
导　师: 陈荣保
学　校: 合肥工业大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 立体视觉 三维尺寸测量 自标定 安全车距 DM642
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


随着科技的进步，传感器技术，机器视觉技术、计算机技术和图像处理技术的发展日新月异。将这些技术综合起来应用于非接触测量领域成为一个热门的研究项目。利用数字图像处理和机器视觉技术，研究对空间三维几何体的非接触测量，对产品的质量检测、机械加工、精密检测和机器人导航等都有着重要的工程应用价值和理论研究意义。视觉是人类获取外界信息的最重要途径之一，人类至少有80%以上的外界信息通过视觉获得。通过视觉，人类获得的外界图像信息是立体的；通过眼前景物的特征获得景物的各种信息，如景物前后、左右、上下；景物类别、形状；景物大小、明暗、颜色；景物动静等。机器视觉就是用机器代替人眼来做测量、判断与识别。机器视觉系统是指通过机器视觉产品将被测目标转换成图像信号，传送给专用的图像处理系统，根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号；图像系统对这些信号进行各种运算来抽取目标的特征，进而根据获取目标结果和控制现场设备动作。（1）论文通过汽车图像的获取，研究立体视觉下单一CCD图像（二维图像）的预处理方法，包括二值化、平滑滤波、锐化技术和角点、边缘检测技术。由此认知双CCD下获取图像后的图像特征。（2）详细探讨获取三维图像信息的实现技术，包括立体成像方式、特征匹配方案和基于Kruppa方程的自标定算法，在此基础上研究基于立体视觉的汽车安全车距的测量方法。（3）以DM642为核心处理器，设计了车载式汽车安全车距系统的软硬件实现平台；设计了仿真实验，对行驶车辆的安全车距进行了测量验证。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
致谢  8-13
第一章 绪论  13-18
  1.1. 概述  13
  1.2. 研究背景及意义  13-16
  1.3. 论文主要内容和结构  16-18
第二章 图像预处理技术  18-26
  2.1. 汽车图像的获取  18
  2.2. 图像预处理  18-21
    2.2.1. 图像二值化  18-19
    2.2.2. 图像平滑  19-21
    2.2.3. 图像锐化  21
  2.3. 图像特征检测  21-25
    2.3.1. 图像角点检测  21-23
    2.3.2. 图像边缘检测  23-25
  2.4. 本章小结  25-26
第三章 基于立体视觉的车辆三维测量算法研究  26-46
  3.1. 立体视觉概述  26-27
  3.2. 立体视觉坐标体系  27-29
  3.3. 立体成像方式  29-32
    3.3.1. 单目成像  29-31
    3.3.2. 双目成像  31-32
  3.4. 特征匹配  32-34
    3.4.1. 概述  32-33
    3.4.2. 特征点匹配方案  33-34
  3.5. 摄像机自标定技术  34-44
    3.5.1. 基于主动视觉的自标定技术  35
    3.5.2. 自标定方法  35-44
  3.6. 汽车安全车距测量方法研究  44-45
  3.7. 本章小结  45-46
第四章 测量系统平台设计及仿真实验  46-68
  4.1. 测量系统硬件平台构成  46-49
    4.1.1. 基于 TMS320DM642 的图像处理硬件平台介绍  46-47
    4.1.2. TMS320DM642 的体系结构简介  47-49
  4.2. 测量系统硬件电路设计  49-56
    4.2.1. 电源电路  49
    4.2.2. 视频编解码电路  49-52
    4.2.3. 以太网接口电路  52-53
    4.2.4. 存储器扩展电路  53-56
    4.2.5. PCB 实物电路板  56
  4.3. 测量系统软件平台设计  56-66
    4.3.1. DSP 软件开发优化流程  58
    4.3.2. 系统软件总体设计及初始化  58-61
    4.3.3. 视频输入设计  61-62
    4.3.4. 显示模块设计  62-63
    4.3.5. 图像处理设计  63
    4.3.6. 通信传输设计  63-66
  4.4. 车载式汽车安全距离测量系统  66-67
  4.5. 本章小结  67-68
第五章 总结与展望  68-69
  5.1. 工作总结  68
  5.2. 不足与展望  68-69
参考文献  69-72
攻读硕士学位期间发表的论文  72-73

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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