大靶面视觉测试系统标定技术研究

【摘要】大靶面立靶测量系统其测试精度受到光学镜头畸变,几何位置的测量精度,光照条件以及线阵CCD的噪声等多方面因素的影响,而这些影响因素需要采用标定的方式获取。传统的标定方法采用对影响因素分项进行实验室标定,这些因素没有一定的独立性,却存在着很大的关联性。对于大靶面立靶测试系统而言,传统的单独标定方法,不能全面反映系统的真实情况。因此,对大靶面视觉测试系统进行整体标定的研究就显得至关重要。论文针对大靶面线阵CCD交汇测量系统标定进行研究。建立了线阵CCD交汇测量系统的测量模型,并对误差来源进行了分析与仿真。提出了一种引入镜头畸变校正函数模型的系统整体参数标定方法。根据测试系统的靶面采样点分布情况,对现有的多种拟合方法进行分析,提出一种基于移动最小二乘法曲面拟合的标定方法,选择合适的曲面拟合支撑域以及拟合权函数,分析这些因素对标定精度的影响,并且针对不同的拟合模型进行对比,得出一个适合大靶面视觉测量系统的曲面拟合模型。通过曲面拟合得到实际坐标与其成像点之间的曲面函数关系,然后进行反演推导实现对测试系统的标定。实验证明,基于系统整体参数的标定方法对静态已知的被测目标的测量误差可以控制在5cm以内；而采用基于移动最小二乘法曲面拟合的标定方法对静态的已知目标的测量误差优于3cm。通过大靶面视觉测试系统标定技术研究可为同类的视觉测试系统标定提供更加简便有效的标定方法。
【作者】田雪；
【导师】雷志勇；
【作者基本信息】西安工业大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】交汇大靶面；立靶标定；曲面拟合；移动最小二乘法；线阵CCD相机；

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