● 摘要
在课题组原有的关于显微立体测量技术的研究基础上,本课题进一步深入研究光学体视显微镜立体成像测量系统的关键技术。在分析了立体测量分析的发展现状以及显微立体测量分析的相关技术之后,明确了研究的重点: 图像特征提取技术、测量系统的标定技术和对被测物深度图进行测量分析的相关技术。课题在研究体视显微镜成像测量系统关键技术的同时,开发出完整的立体成像测量分析系统,建立完整的软、硬件系统,并提交合作单位以应用于相关配套产品中。在立体测量系统的图像特征提取方面,论文深入研究摄像机标定模块和立体匹配模块所需的图像特征提取技术。针对标定模板提出了基于矩理论的标定特征点定位方法,而针对基于特征的立体匹配过程所需的图像边缘特征,提出并分析了显微图像的边缘特征提取算法。在成像系统模型的标定工作中,论文对标定过程的本质即外部定位和内部定位进行了详细分析,同时阐述了常用的摄像机标定方法及其优缺点;由于原有系统中采用的DLT标定法存在着大视场边缘区域标定精度偏低的问题,文中综合考虑摄像机镜头以及显微镜物镜的镜头畸变的影响,建立非线性结构模型,运用基于最大似然估计的非线性标定方法进行标定,给出了标定实验结果数据,这种标定法比DLT标定法精度更高、操作也更简便。在对被测物进行测量分析方面,运用了机械材料表面测量ISO 4287标准,对匹配所得深度图进行定量分析,并在立体测量系统中对分析算法进行实现。论文的最后对依据课题研究成果所开发实现的软件系统的功能流程和体系结构进行了具体分析介绍。
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