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基于计算机视觉的船体曲板检测技术研究
| 论文题名： | 基于计算机视觉的船体曲板检测技术研究 |
| 关键词： | 船体建造;曲板检测;双目视觉;图像处理 |
| 摘要： | 在船体建造中，复杂曲度板的加工是一个难点，为了更好的得到曲板的加工形状，并指导加工过程，需要对船体曲板进行检测。船体曲板的检测就是对船体曲板进行坐标测定并最终确定其形状的过程。 通过对船体曲板的自动化测量问题的研究后，本文拟采用基于计算机视觉测量方法解决这一问题。在该方法中，分为数字图像的处理、摄像机的参数标定以及数字图像的立体匹配等过程。在本文中，主要应用了工业摄像机进行了曲板图像的采集，并且在采集过程中辅以激光线对船体曲板进行扫描，最终计算出曲面板上的三维坐标点。将测量结果与高精度测量设备的结果相比较，估计了实验的测量精度，其结果满足曲板测量的工业精度要求。 本文的主要内容有： （1）采集船体曲板的图像，并对图像处理提取出特征部分。首先利用图像处理领域中常用的提取边缘方法，对图像进行处理，其结果并不能满足测量需要。为此，以激光线为辅助扫描曲板，最终将激光线这一特征部分从采集图像中剥离出来，为后续的图像立体匹配工作奠定基础。 （2）介绍摄像机标定中几种主要方法的工作原理及算法过程并进行标定实验。在这几种方法中遴选了应用较为成熟的张正友标定法进行标定实验。棋盘格标定实验后，逆过程计算标定实验的像素误差。在标定图像的组数不同的实验下，以误差估计比较，最后得出标定实验的最佳标定图像采集组数。 （3）对采集的图像进行立体匹配。在前述内容中得到图像特征部分（激光中心线）后，对左右曲板图像进行极线约束匹配。由于立体匹配后，其中一侧图像上的点必定对应在另一侧摄像机成像平面上的极线中。将极线与激光中心线相交即可最终得到另一侧图像中的匹配点。计算可得到这一对匹配点在世界坐标系中对应点的三维坐标。 （4）验证测量精度。为了验证精度做了两个实验：一是在高度方向上利用游标卡尺对实验结果精度进行验证；二是与手持式激光扫描仪的结果进行比较。通过这两个实验验证了实验的精度在可允许范围之内。 |
| 作者： | 赵亮 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 胡勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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