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Measurement Error Control of Feature Points Photographing

作　者: 王文斌
导　师: 刘桂华
学　校: 西南科技大学
专　业: 电路与系统
关键词: 相机标定 光学畸变 累积误差 拓扑约束
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


论文根据三维关键点测量的需求和应用,分析了国内外典型三维测量系统的原理和特点,并针对特征点拍照测量系统TNFP,着重研究了相机标定和三维重建过程中的误差来源及控制方法。在分析了TNFP现行相机标定算法的基础上,给出了基于因式分解的摄像机标定方法,并根据现有光学畸变模型提出了一种反向畸变校正法,实现了图像检测坐标到理想图像坐标的直接线性转换,经实验证明,改善的相机标定法可以使得测量精度得到明显改善。在三维重建中,为了消除累积误差的影响,提出了基于标准视图的重建策略,可以有效减小坐标转换中引入的累积误差。同时,在大型物体的三维测量中提出了拓扑约束和先定向后重建策略,使得累积误差得到了进一步控制。在结合了联合平差技术的基础上,使得系统在4m×3m×2m的测量范围内,整体测量误差控制在0.2mm/m以内。

全文目录


摘要  4-5
AbstraCt  5-9
1 绪论  9-22
  1.1 近景数字摄影测量的发展及应用  10-15
    1.1.1 近景数字摄影测量的发展  10-14
    1.1.2 近景数字摄影测量的应用  14-15
  1.2 数字摄影测量关键技术的研究现状及难点  15-20
    1.2.1 标定技术及误差分析现状  16-17
    1.2.2 镜头畸变校正及误差分析现状  17-18
    1.2.3 三维重建技术及误差分析现状  18-19
    1.2.4 大范围重建技术及误差分析现状  19-20
  1.3 本文研究现状及内容  20-22
2 近景摄影测量系统实现流程以及误差来源分析  22-43
  2.1 TNFP的工作流程  22-26
    2.1.1 布置测量场景  22-24
    2.1.2 图像采集  24
    2.1.3 三维计算  24-25
    2.1.4 精度评价方法  25-26
  2.2 TNFP的算法实现流程  26-38
    2.2.1 相关知识介绍  27-30
    2.2.2 相机标定  30-32
    2.2.3 确定相机外参数  32-35
    2.2.4 三维重建  35-37
    2.2.5 平差优化  37-38
  2.3 TNFP系统的主要误差来源分析  38-42
    2.3.1 标定算法本身的误差  38-39
    2.3.2 相机镜头的畸变  39-41
    2.3.3 坐标系转换误差  41-42
    2.3.4 无约束平差  42
    2.3.5 计算误差  42
  2.4 本章小结  42-43
3 相机标定中的误差控制  43-54
  3.1 射影重建  43-45
  3.2 欧式重建  45-46
  3.3 获取相机参数  46-47
  3.4 实验验证  47-53
    3.4.1 模拟实验  47-50
    3.4.2 真实图像实验  50-53
  3.5 本章小结  53-54
4 相机畸变校正  54-63
  4.1 相机畸变及数学模型  54-55
  4.2 图像的畸变校正  55-57
  4.3 畸变系数的求解  57
  4.4 实验验证  57-62
    4.4.1 模拟实验  58-60
    4.4.2 真实图像实验  60-62
  4.5 本章小结  62-63
5 三维重建中的误差分析和控制  63-73
  5.1 误差传递分析  63-67
  5.2 基于标准视图的重建方式  67
  5.3 优质图像网络的构建  67-69
  5.4 实验验证  69-72
    5.4.1 模拟实验  69-70
    5.4.2 真实图像实验  70-72
  5.5 本章小结  72-73
6 大型物体测量的误差分析和控制  73-89
  6.1 误差分析  73-75
  6.2 先定向后重建法  75-77
  6.3 拓扑约束  77-78
  6.4 联合平差  78-80
  6.5 实验验证  80-84
    6.5.1 模拟实验  80-82
    6.5.2 真实图像实验  82-84
  6.6 整个系统改进实验验证  84-88
    6.6.1 汽车实验一  85-86
    6.6.2 汽车实验二  86-88
  6.7 本章小结  88-89
结论  89-92
致谢  92-93
参考文献  93-98
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果  98

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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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