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基于双目立体视觉技术的桥梁裂缝测量系统研究
| 论文题名： | 基于双目立体视觉技术的桥梁裂缝测量系统研究 |
| 关键词： | 双目视觉;图像匹配;相机标定;桥梁裂缝;测量系统 |
| 摘要： | 桥梁裂缝的测量是桥梁工程中必不可少也是最重要的环节。而近几年兴起的计算机视觉测量由于其精度高、非接触、高效实时的优点已经成为国内外计算机研究的一个热点技术。本文将计算机视觉与桥梁裂缝测量结合起来，研究了双目立体视觉技术在桥梁裂缝测量中的作用和优势。 方案选用小型四旋翼无人机搭载双目拍摄系统拍摄桥梁照片。对无人机进行了简要的介绍，并设计了无人机稳定控制的方法。之后对拍摄的大量照片做图像预处理。通过对各种预处理算法的介绍和对比，选取了效果比较好的线性图像增强法让图像对比更明显，选用自定义3*3平滑滤波模板进行去噪处理，选用Sobel算子进行桥梁裂缝的边缘检测，得到最终的桥梁裂缝二值图，使裂缝的轮廓与背景区域分割开来。 介绍了相机标定的意义，并详细分析了几种主要的相机标定方法，对于每种方法深入讲解了其原理和算法过程，并对比了这几种算法的优点和缺点，最终选用经典的张正友标定法进行双目相机的标定。 本文重点研究了图像的匹配工作。介绍了两类主要的图像匹配算法，通过分析各种算法以及针对桥梁裂缝二值图的特点，设计了一种适用于桥梁裂缝二值图的图像匹配方法。首先用外极线约束和灰度值约束将匹配范围缩小到少数候选点中，再应用归一化互相关算法进行相似性度量，最终找到确定的匹配点。经实验仿真，该方法能很好的对桥梁裂缝边缘的点进行匹配。 在实验设置中，在三个不同角度下分别拍摄了两组桥梁裂缝照片进行尺寸计算，并在同一条件下与单目摄像机用图像处理方法计算的结果进行对比，实验结果说明基于双目立体视觉技术的桥梁裂缝测量系统可以应用于实际中，并且鲁棒性更强，测量结果更精确。整个软件是用C++语言在Qt平台上编写的。 文章的最后对本文所做的工作做了详细总结，并对于以后需要改进或者拓展的工作领域做了一个展望。 |
| 作者： | 王琳 |
| 专业： | 仪器科学与技术 |
| 导师： | 赵健康 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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