摄影测量技术及在变形研究中的应用

论文摘要

为建立全船统一姿态基准，必须估计出整体甲板的变形，进而修正局部基准。在本论文中，主要研究以摄影测量方法为基础的分布式姿态测量系统，并应用到甲板变形测量领域。摄影测量是基于摄像机模型的，首先建立摄像机的非线性数学模型。该模型能够适应实际的测量情况，较好处理由于图像畸变带来的不利影响。选择基于平面靶标的摄像机标校算法，标校摄像机。摄影测量处理的主要数据来自图像，数据的精度是影响测量精度的一个重要因素，本文用区域分割、曲线拟合等手段处理摄影图像，提高提取目标形状、位置的精度。本文研究了摄影测量理论，确定了测量时目标的姿态、位置初始值和最终值的解算方法。实验验证，测量结果合乎实际的测量要求。舰船甲板变形引起甲板上武器的姿态、位置变化，测量系统测量甲板变形关键部位的姿态变化。甲板上的武器不可能刚好都分布在这些变形关键部位，因此还要建立两者之间的关系。本文采用三次样条函数拟合甲板的整体变形，进而可以得到武器所在部位的姿态数据。Matlab语言仿真表明，样条函数能够很好的拟合甲板的变形。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景与意义
• 1.2 船体甲板变形研究技术综述
• 1.2.1 偏振光测量法
• 1.2.2 大钢管基准法
• 1.2.3 摄影测量法
• 1.2.4 Bragg 光纤光栅测量法
• 1.2.5 惯性测量法
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第2章 空间几何变换与摄像机模型
• 2.1 空间几何变换
• 2.1.1 齐次坐标
• 2.1.2 射影变换
• 2.1.3 仿射变换
• 2.1.4 比例变换
• 2.1.5 欧氏变换
• 2.2 几何变换的不变量
• 2.2.1 简比与交比
• 2.2.2 不变量
• 2.3 摄像机模型
• 2.3.1 参考坐标系
• 2.3.2 针孔成像模型
• 2.3.3 非线性模型
• 2.4 本章小结
• 第3章 摄影图像处理技术
• 3.1 图像边缘检测
• 3.2 区域分割
• 3.3 曲线拟合
• 3.4 椭圆图像中心提取的偏差
• 3.5 本章小结
• 第4章 摄像机标校及姿态测量
• 4.1 Levenberg-Marquardt 算法
• 4.2 摄像机标校
• 4.3 位置姿态测量
• 4.3.1 初始值确定
• 4.3.2 位置姿态测量
• 4.4 测量精度分析
• 4.5 位置姿态测量实验研究
• 4.6 本章小结
• 第5章 网络信息传输及变形仿真
• 5.1 网络结构
• 5.2 网络通讯
• 5.2.1 NetBIOS 功能介绍
• 5.2.2 NetBIOS 使用方法
• 5.3 网络通讯软件实现
• 5.4 变形仿真
• 5.4.1 拟合理论
• 5.4.2 仿真实例
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢