基于双目立体视觉的气瓶内壁缺陷检测与三维重建应用研究
| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第10页 |
| 1.2 相关技术国内外研究现状 | 第10-15页 |
| 1.2.1 金属气瓶内壁缺陷检测方法 | 第10-13页 |
| 1.2.2 双目立体视觉技术研究现状 | 第13-15页 |
| 1.3 本文的主要研究内容 | 第15-16页 |
| 1.4 本文的整体章节安排 | 第16-18页 |
| 2 气瓶内壁检测系统的整体方案设计 | 第18-26页 |
| 2.1 气瓶内壁缺陷介绍 | 第18页 |
| 2.2 气瓶内壁缺陷检测与三维重建总体方案设计 | 第18-20页 |
| 2.3 系统方案模块规划与功能说明 | 第20页 |
| 2.3.1 系统模块规划 | 第20页 |
| 2.3.2 模块功能说明 | 第20页 |
| 2.4 硬件选型与平台搭建 | 第20-25页 |
| 2.4.1 双目视觉相机及镜头选择 | 第20-22页 |
| 2.4.2 激光投射器与支撑支架 | 第22-24页 |
| 2.4.3 电动导轨平移台 | 第24页 |
| 2.4.4 硬件平台整体搭建实现 | 第24-25页 |
| 2.5 系统的最小分辨力分析 | 第25页 |
| 2.6 本章小结 | 第25-26页 |
| 3 立体视觉理论与双目相机参数标定 | 第26-40页 |
| 3.1 双目立体视觉 | 第26-27页 |
| 3.1.1 双目视觉原理 | 第26页 |
| 3.1.2 平行双目结构 | 第26-27页 |
| 3.2 相机成像 | 第27-31页 |
| 3.2.1 相机成像模型 | 第27-28页 |
| 3.2.2 相机成像中四大坐标系相互关系转换 | 第28-31页 |
| 3.3 相机标定 | 第31-35页 |
| 3.3.1 摄像机标定 | 第31-32页 |
| 3.3.2 相机标定中内外参数与畸变参数 | 第32页 |
| 3.3.3 张正友2D平面棋盘格标定法 | 第32-35页 |
| 3.4 标定实验及结果分析 | 第35-38页 |
| 3.4.1 基于Matlab双目标定 | 第35-37页 |
| 3.4.2 标定结果与误差分析 | 第37-38页 |
| 3.5 本章小结 | 第38-40页 |
| 4 基于激光圆环形态的气瓶内壁缺陷检测 | 第40-58页 |
| 4.1 基于激光圆环形态的气瓶内壁缺陷检测原理 | 第40页 |
| 4.2 双目图像预处理 | 第40-44页 |
| 4.2.1 图像预处理 | 第40-41页 |
| 4.2.2 ACE图像增强 | 第41-43页 |
| 4.2.3 图像灰度化 | 第43-44页 |
| 4.3 激光圆环中心定位提取算法 | 第44-47页 |
| 4.3.1 激光圆环条纹中心光强分布特性 | 第44页 |
| 4.3.2 图像检测ROI设置 | 第44-45页 |
| 4.3.3 Steger算法亚像素中心点定位提取 | 第45-46页 |
| 4.3.4 二值图像去噪 | 第46-47页 |
| 4.4 基于光环几何形态的缺陷判别 | 第47-54页 |
| 4.4.1 激光光环圆曲线拟合 | 第47-49页 |
| 4.4.2 气瓶内壁凸起缺陷判别 | 第49-50页 |
| 4.4.3 气瓶内壁孔洞缺陷判别 | 第50-51页 |
| 4.4.4 算法实验验证与分析 | 第51-54页 |
| 4.5 内壁缺陷参数的计算 | 第54-56页 |
| 4.5.1 凸起缺陷参数计算 | 第54-55页 |
| 4.5.2 孔洞缺陷参数计算 | 第55-56页 |
| 4.6 本章小结 | 第56-58页 |
| 5 气瓶内壁点云获取与三维重建 | 第58-68页 |
| 5.1 双目立体校正 | 第58-60页 |
| 5.1.1 对极线几何 | 第58页 |
| 5.1.2 Bouguet极线校正 | 第58-60页 |
| 5.2 双目立体匹配 | 第60-62页 |
| 5.2.1 左右光环立体匹配 | 第60-61页 |
| 5.2.2 光环匹配算法实验效果 | 第61-62页 |
| 5.3 点云获取与预处理 | 第62-65页 |
| 5.3.1 三维点云坐标计算 | 第62-63页 |
| 5.3.2 三维点云可视化 | 第63-64页 |
| 5.3.3 点云降采样 | 第64-65页 |
| 5.4 三维曲面重建算法 | 第65-66页 |
| 5.4.1 三维重建 | 第65页 |
| 5.4.2 贪婪投影三角化算法原理 | 第65-66页 |
| 5.5 本章小结 | 第66-68页 |
| 6视觉检测系统实验 | 第68-76页 |
| 6.1 系统硬件平台运行测试 | 第68页 |
| 6.2 实验图像采集 | 第68-71页 |
| 6.2.1 气瓶移动扫描 | 第68-69页 |
| 6.2.2 激光投射器移动扫描 | 第69-70页 |
| 6.2.3 两种检测扫描方式的异同 | 第70-71页 |
| 6.3 实验数据分析与结论 | 第71-75页 |
| 6.3.1 缺陷算法检测结果分析 | 第71-73页 |
| 6.3.2 双目计算三维坐标精度验证 | 第73-74页 |
| 6.3.3 气瓶内壁曲面重建 | 第74-75页 |
| 6.4 实验误差分析 | 第75页 |
| 6.5 本章小结 | 第75-76页 |
| 7 总结与展望 | 第76-78页 |
| 7.1 工作总结 | 第76-77页 |
| 7.2 研究展望 | 第77-78页 |
| 致谢 | 第78-80页 |
| 参考文献 | 第80-86页 |
| 攻读学位期间主要研究成果 | 第86页 |
