基于摄像测量的路面平整度检测和起吊设备的智能视觉研究

论文摘要

本文以摄像测量技术在工程测量中的应用为背景,设计了路面平整度摄像检测系统和起吊设备的智能视觉系统,通过仿真和模拟实验,验证了设计方案的可行性。论文的主要工作包括:1,介绍了摄像测量的相关技术基础。对几种常用的摄像机标定技术进行了讨论,比较了它们的优缺点和适用范围,在此基础上介绍了适用于路面平整度摄像检测系统和起吊设备的智能视觉系统的标定方法。介绍了亚像素定位技术的原理,对人工合作标志的亚像素定位技术进行了研究,通过实验分析了亚像素定位的误差。分析了镜头畸变对测量结果的影响。2,将摄像测量技术应用于路面平整度的测量,设计了一种路面平整度摄像检测方法。叙述了其测量原理,并给出了系统模块和系统流程。通过仿真及模拟实验,验证了原理的可行性。该方法利用双标志点互差消去基准平台震动的方式,取代现有仪器中采用加速度传感器来测量平台震动,克服了加速度传感器测量震动时的局限性和不足,减少了传感器的使用,降低了成本,是一种适合普及使用的路面平整度测量的有效方法。3,针对起吊设备作业的自动引导问题,设计了起吊设备的智能视觉系统。该系统采用摄像测量技术通过人工合作标志点智能确定起吊方位,并自动寻找起吊目标,引导设备自动起吊,将物品搬运到预定地点。给出了系统组成和工作流程。通过模拟实验,验证了原理的可行性。4,对以上系统的数据处理方法进行了研究,选用白噪声观测数据多项式最优滤波器,并对其滤波效果进行了分析。5,最后简要分析了今后工作的进一步研究方向

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源及研究意义
• 1.2 摄像测量技术发展及其在工程测量中的应用
• 1.3 论文的主要工作
• 第二章 摄像测量相关技术研究
• 2.1 摄像机成像模型
• 2.2 摄像系统标定
• 2.3 人工合作标志的高精度定位
• 2.4 双目交会测量
• 2.4.1 共线方程交会法
• 2.4.2 投影矩阵交会法
• 2.5 镜头畸变误差
• 2.6 本章小结
• 第三章 路面平整度摄像检测方法
• 3.1 概述
• 3.2 路面平整度摄像测量原理
• 3.3 路面平整度摄像检测系统设计
• 3.4 人工合作标志设计及定位
• 3.5 实验分析
• 3.5.1 仿真实验
• 3.5.2 模拟实验
• 3.5.3 误差分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 起吊设备的智能视觉技术
• 4.1 概述
• 4.2 起吊设备的智能视觉原理
• 4.3 起吊设备智能视觉系统设计
• 4.3.1 工作流程
• 4.3.2 模块设计
• 4.4 关键技术
• 4.4.1 摄像机标定
• 4.4.2 人工合作标志的亚像素定位
• 4.5 实验分析
• 4.5.1 模拟实验
• 4.5.2 定位误差
• 4.5.3 标定引入的误差
• 4.6 本章小结
• 第五章 测量数据处理
• 5.1 相关概念
• 5.2 白噪声观测数据多项式最优滤波器
• 5.2.1 白噪声多项式最优线性滤波器原理
• 5.2.2 滤波器效果分析
• 5.2.3 滤波器应用
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结和展望
• 6.1 主要成果
• 6.2 后续工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在学期间取得的学术成果