Разработка и исследование мобильной координатно-измерительной системы на базе фотограмметрической технологии получения измерительной информации

• Автор: Конов, Станислав Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 174 с. : ил.

Содержание
Введение
1. АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ В МАШИНОСТРОЕНИИ
1.1. Подходы к процессу измерения объектов сложной формы
1.2. Фотограмметрическая технология получения измерительной информации
1.3. Анализ серийно выпускаемых фотограмметрических измерительных систем для проведения измерений в машиностроении
1.4. Особенности применения фотограмметрических систем при исследовании объектов сложной формы в области машиностроения
Выводы
2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РАЗРАБОТКИ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ
2.1. Принципы построения фотограмметрических систем
2.1.1. Общий подход к фотограмметрической обработке пары фотоснимков
2.1.2. Элементы ориентирования фотоснимков
2.1.3. Зависимости между координатами сопряженных точек снимка и трехмерными координатами точек объекта
2.1.4. Вычисление искомых координат исследуемых точек и выявление основных источников погрешности фотограмметрических систем
2.2. Калибровка фотограмметрических систем
2.3. Варианты компоновки фотограмметрических измерительных систем.
2.4. Особенности измерения параметров труднодоступных поверхностей в изделиях сложной формы
Выводы
3. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДА КОНТАКТНЫХ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ
3.1. Реализация метода контактных фотограмметрических измерений
3.1.1. Применение математического аппарата на базе аффинных преобразований

3.1.2. Применение математического аппарата с использованием априорной информации о расстояниях между маркерами и характерной точкой наконечника
3.2. Настройка АИГ для проведения контактных измерений
3.2.1. Настройка АИГ методом аффинных преобразований
3.2.2. Настройка измерительной головки с использованием априорной информации о расстояниях до измерительных маркеров
3.3. Технология проведения измерений с использованием АИГ
3.3.1. Требования к архитектуре АИГ
3.3.2. Алгоритм получения измерительной информации
3.4. Подходы к распознаванию маркеров
3.4.1. Распознавание двухмерных образов с применением коэффициентов корреляции
3.4.2. Распознавание двухмерных объектов с поиском контуров или специфических геометрических элементов объекта
3.4.3. Распознавание двухмерных образов с помощью нейронных сетей
3.5. Источники погрешности распознавания и методы борьбы с ними
3.5.1. Искажения изображения, вызванные высокочастотным шумом и методы борьбы с ними
3.5.2. Искажения изображения, вызванные градиентной заливкой
3.5.3. Проективные и перспективные искажения изображений, и искажения, вызванные дисторсией
3.5.4. Искажения, обусловленные смещением центра маркера относительно центра изображения
3.6. Алгоритм построения программно-математического обеспечения:
Выводы
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ И МОДЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МАКЕТА
ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ С АВТОНОМНЫМИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМИ ГОЛОВКАМИ
4.1. Состав и принципиальные возможности разработанного макета
4.2. Исследование погрешностей распознавания маркеров в фотограмметрической измерительной системе
4.2.1. Исследование влияния смещения маркера в долях пикселя на точность распознавания координат центра
4.2.2. Исследование влияния перспективных искажений маркера, на погрешность распознавания координат его центра
4.2.3. Исследование влияния теплового шума ПЗС-матрицы, на погрешность распознавания координат центра измерительной метки
4.2.4. Исследование влияния градиентных искажений на погрешность распознавания координат центра маркера
4.3. Исследование погрешностей определения координат для центра измерительного наконечника
4.3.1. Анализ повторяемости для результатов определения характерной точки измерительного наконечника
4.3.2. Анализ повторяемости для результатов определения характерной точки измерительного наконечника при измененной архитектуре измерительной головки
4.3.3. Исследование погрешностей при измерении параметров эталонных объектов
Выводы
Заключение
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Приложение. Программный код

Пусть из двух точек пространства 5] и ^ (рис.2.2) получена пара перекрывающихся снимков [23,25] Р и Р2 (на примере негативных изображений). Точки поверхности А и В изображаются на левом снимке Р в виде точек а и Ь, а на правом Р2 — в виде точек а2 и Ь2.
Если снимки Р] и Р2 установить в то положение, которое они занимали во время съемки и из точек 5] и Б2 провести проекционные лучи, то связки лучей, существовавшие в момент фотографирования, окажутся восстановленными, и в пересечении соответственных лучей БС1 и Б2а2, 5Ь и 82Ь2 возникает пространственная (стереоскопическая) модель объекта в виде двух точек (А и В) в трехмерном пространстве, подобная сфотографированному объекту в рабочем пространстве. Вращение модели (группы точек, описывающих исследуемых объект) вокруг координатных осей и плоскопараллельный перенос модели вдоль осей, позволяют привести ее в требуемое положение относительно требуемой системы координат (например, системы координат детали).
Рис.2.2 - Пара снимков, карта и модель объекта измерения (местности)