基于正交柱面成像相机空间后方交会的三维坐标测量方法

针对多线阵CCD相机应用于航空、航天等大型装备测量过程中普遍存在的视场遮挡问题,提出一种基于正交柱面成像的单目坐标测量方法。该方法由一个正交柱面成像相机和一个光立体靶组成,应用空间后方交会原理,无需多相机交会即可完成测量。分析了正交柱面相机的测量原理和内参校准过程,设计了光立体靶的结构参数和标定方法。重点研究了正交柱面相机与光立体靶之间的配合测量过程,并推导了坐标解算的数学模型。最后在测量场距离相机3 m的1 000 mm×1 000 mm×1 000 mm空间内,在水平与竖直方向的距离测量精度优于0.4 mm,深度方向的距离测量精度优于0.7 mm,三维坐标测量误差小于0.5 mm。实验验证结果表明:该方法有效,可被灵活应用,具有良好的测量精度。

双目视觉车轮姿态提取的位移检测方法

机车车轮三维场景重建需要进行多个特征点匹配,为了避免匹配中存在的运算量大及算法复杂等缺点,采用两个光轴正交的相机来采集车轮图像信息。由两相机所在坐标的对应关系恢复出车轮两个端面中心的空间坐标信息,由车轮轴线空间位置间接得到轮轨接触场景,利用当前时刻车轮中心轴线坐标与初始时刻比较,计算车轮相对轨道的横移量、垂移量、摇头角位移量。实验结果表明,该方法实现了列车轮轨位移的非接触检测,并避免复杂的车轮的三维"面"重建,检测效果准确,系统运行时间约500 ms,综合误差0.12,能够满足检测要求,该方法为后续进一步开展监测列车运行的状态以完善列车运行的安全性机理奠定了基础。

机械CAD轮廓提取研究

为了能够准确获取到机械零件三维轮廓信息,本文提出了一种新的机械CAD轮廓提取方法,使用两个正交相机及CAD文件实现三维物体完整信息的提取。首先搭建了图像轮廓提取实验平台;接着基于CAD文件特征提取技术,实现了机械零件三维轮廓;最后实现了二维图像的轮廓提取、直线和圆的检测以及特征点的三维重建。实验结果表明,该方法可以比较精确的获取到零件三维轮廓信息。