双目视觉测量的数字散斑相关匹配方法研究

【摘要】随着制造业的快速发展，材料或结构件在各种载荷作用下的三维变形及形貌测量的研究在材料测试、质量控制、逆向工程等领域具有十分重要的意义。近年来，视觉测量方法由于其非接触性、速度快、集成性好及测量稳定等优点而日益受到人们的重视。数字散斑相关方法具有非接触、高精度等优点，已经被作为一种变形测量的有效手段应用于实验力学、各种工程方面及其他科研领域，因此本文将这种高效实用的测量方法应用于曲面变形的测量。针对曲面变形的测量问题，本文将数字散斑相关方法用于匹配图像对应点，并结合双目视觉测量系统，将该视觉方法用于薄板曲面的变形量的测量。本文对相关内容进行以下四个方面的研究：首先，以摄像机成像模型为基础，分析双目视觉测量系统的模型及其极几何关系，推导左右摄像机内部参数和结构位置参数的标定过程，并通过标定实验评价参数标定精度；其次，建立数字散斑相关方法的数学模型，分析几种常用的亚像素相关搜索方法的具体求解形式，以高斯函数作为光强分布函数生成计算机模拟散斑图像，比较各亚像素相关算法在模拟散斑图像发生平移时的计算精度；然后，考虑实际成像过程中环境因素引起的灰度值改变，提出基于非线性灰度改变模型的数字散斑相关方法，并运用计算机模拟散斑图像和实验中的实际散斑图像，对三种灰度模型的灰度变化敏感性、散斑匹配精度和效率进行比较。最后，进行实际薄板曲面变形测量实验，验证本文曲面变形测量方法的可行性和测量精度。本文的研究工作对实现曲面变形的非接触测量具有一定的实际意义。
【作者】方明磊；
【导师】谭庆昌；
【作者基本信息】吉林大学，机械工程，2014，硕士
【关键词】双目视觉；数字散斑相关；非线性灰度改变模型；曲面变形测量；

【参考文献】
[1]侯翠婷.城市高架桥桥面雨水排水系统研究[D].西南交通大学,建筑与土木工程,2013,硕士.
[2]刘菊.原发性肾病综合征患者血浆中β-TG、AT-III、D-二聚体的检测及临床意义[D].青海大学,内科学,2013,硕士.
[3]王楠.电针治疗中风后足内翻的临床疗效观察[D].北京中医药大学,中医学,2013,硕士.
[4]周帅坤.基于锡化合物纳米复合材料染料敏化太阳能电池性能研究[D].华侨大学,物理化学,2014,硕士.
[5]钟舒家.JS公司对投资者履行社会责任研究[D].华南理工大学,工商管理（专业学位）,2014,硕士.
[6]翟建伟.基于WiFi的移动社交通讯平台设计与实现[D].北京交通大学,2012.
[7]谢鹏云.高校课堂教学公平问题研究[D].淮北师范大学,高等教育学,2014,硕士.
[8]刘士栋.超滤膜细菌截留特性及测试方法研究[D].天津大学,化学工程,2013,硕士.
[9]蒲韵竹.斑马鱼阿尔茨海默病动物模型的建立[D].西南大学,微生物与生化药学,2013,硕士.
[10]石一辉,鲁宗相,闵勇,乔颖,陈惠粉.双馈感应发电机三相短路电流解析计算模型[J].电力系统自动化,2011,08:38-43.
[11]汪烨.实时逐时MTSAT-1R海表面温度反演研究[D].南京大学,气象学,2013,硕士.
[12]黄晓峰,潘立登,陈标华,李成岳.实数编码遗传算法中交叉操作的效率分析[J].控制与决策,1998,S1:112-115+119.
[13]涂芊.饶宗颐《长洲集》研究[D].华中师范大学,中国古代文学,2013,硕士.
[14]郭文革,金武,陈　.不对称信息下的协商机制设计[J].控制与决策,1995,04:304-310.
[15]匡籽衡.翟永明诗歌与普拉斯诗歌比较研究[D].湖南师范大学,中国现当代文学,2013,硕士.
[16]谷海彤,刘育权,熊文,黄欣,尹宜宜.地区电网能量管理系统安全技术改进建议[J].电力系统自动化,2012,18:166-170.
[17]张彦玲.钢—混凝土组合梁负弯矩区受力性能及开裂控制的试验及理论研究[D].北京交通大学,2009.
[18]祁培.先秦齐地盐业的形成与演变[D].华中师范大学,区域文化史,2014,硕士.
[19]葛飞.蒙古栎橡子单宁对啤酒非生物稳定性的影响[D].内蒙古农业大学,农产品加工及贮藏工程,2013,硕士.
[20]彭伟,王金生,姚春燕.亚固结线锯切割实验研究[J].中国机械工程,2013,09:1225-1228+1232.
[21]姚梅芳.个体创新、感知价值与旅行计划网络平台采纳意向的关系研究[D].湖南师范大学,旅游管理,2014,硕士.
[22]张斯汉.复元胶囊通过DDR2对软骨细胞肥厚分化影响的研究[D].重庆医科大学,内科学,2014,博士.
[23]易介南.湖南艺术职业学院办学模式研究[D].湖南师范大学,教育管理,2004,硕士.
[24]巩桂芬,李星纬,李晓东,李莹莹.超/亚临界水中还原糖分解特性[J].哈尔滨理工大学学报,2014,03:5-9.
[25]刘丽珏,蔡自兴.变异协同进化的免疫克隆算法[J].控制与决策,2008,06:613-618.
[26]刘俊.镧、硒对镉胁迫下番茄、黄瓜产量品质及Cd含量的调控作用[D].西南大学,植物营养学,2014,硕士.
[27]彭杰.联苯类手性齐聚物的合成与性能研究[D].山东大学,应用化学,2013,硕士.
[28]钱海霞.玉米导入碱蓬总DNA后代的耐盐性变异及其分子机制研究[D].黑龙江八一农垦大学,作物遗传与育种学,2014,硕士.
[29]王俊.急性胰腺炎患者血清D-乳酸、TNF-α、ITF和MFG-E8水平与肠粘膜屏障损伤修复的相关性研究[D].川北医学院,内科学,2013,硕士.
[30]罗超.二氧化锰和四氧化三铁对碳纳米管的改性及其对Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附研究[D].兰州大学,化学工程与技术（专业学位）,2014,硕士.
[31]侯君伟.我国模板工程技术的新进展——新版《建筑施工手册》第17章内容精选[J].建筑技术.1997(04)
[32]章燕.小组活动在对外汉语中级口语教学中的应用[D].辽宁大学,汉语国际教育,2012,硕士.
[33]赵华山.科技进步对SZ煤矿安全效能影响研究[D].西安科技大学,工商管理,2013,硕士.
[34]陈思驰.橡胶复合材料老化的力学表征技术[D].哈尔滨工业大学,工程力学,2013,硕士.
[35]杨迅.深圳电信针对性营销管理系统设计与实现[D].南京邮电大学,项目管理（专业学位）,2012,硕士.
[36]李祖胤.粉末态大豆分离蛋白贮藏过程中的氧化及其对溶解度的影响[D].江南大学,食品科学,2012,硕士.
[37]庞广胜.大型高精度双轴气浮转台设计及关键技术研究[D].哈尔滨工业大学,机械工程,2014,硕士.
[38]景林波.煤矿微震信号特征及传播规律研究[D].中国矿业大学,安全技术及工程,2014,硕士.
[39]郭丹萍.我国输入型通货膨胀形成机理与实证分析[D].首都经济贸易大学,统计学,2013,硕士.
[40]李敏.儿童启蒙教育场所环境设计研究[D].内蒙古师范大学,设计艺术学,2013,硕士.
[41]王淑燕.新竞争形势下嘉峪关移动公司全业务运营营销策略研究[D].兰州大学,工商管理,2012,硕士.
[42]郭正刚,刘慧霞,孙学刚,程国栋.白龙江上游地区森林植物群落物种多样性的研究[J].植物生态学报,2003,03:388-395.
[43]徐征明,杨振野.基于模糊模型设计自校正调节器的研究[J].自动化学报,1987,03:207-211.
[44]胡向敏.城市土地收购储备的理论基础与现行模式的比较研究[D].浙江大学,结构工程,2004,硕士.
[45]符静.论罗泽南的学术思想[D].湘潭大学,专门史,2003,硕士.
[46]邹钢.汇率和利率波动影响下国内航空公司运营风险分析[D].山东大学,项目管理（专业学位）,2013,硕士.
[47]李刚夫,史裕全.国产变频异步电动机在高线粗、中、预精轧机中的应用[J].冶金自动化,2002,04:69-70.
[48]佟建楠.矿物掺合料对三种尺度水泥基材料徐变性能的影响分析[D].燕山大学,建筑与土木工程,2013,硕士.
[49]张景辉.梁柱双腹板顶底角钢连接受力性能的有限元分析[D].北京交通大学,结构工程,2013,硕士.
[50]王雪珂.中国音乐金钟奖声乐比赛研究[D].华中师范大学,音乐学,2014,硕士.