Адаптивное оптико-электронное устройство автоматической трехмерной калибровки на основе нечеткой логики

• Автор: Труфанов, Максим Игоревич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 148 с. : ил.

1 АНАЛИЗ МЕТОДОВ И УСТРОЙСТВ КАЛИБРОВКИ ОПТИКОЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ

1.1 Методы калибровки оптикоэлектронных устройств

1.2 Устройства калибровки оптикоэлектронных устройств

2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ АДАПТИВНОГО ОПТИКОЭЛЕКТРОННОГО УСТРОЙСТВА АВТОМАТИЧЕСКОЙ

ТРЕХМЕРНОЙ КАЛИБРОВКИ

2.1 Математическая модель ввода изображения

2.2 Математическая модель яркостной нормализации изображения

2.3 Математическая модель выделения контуров

2.4 Математическая модель калибровки фокусных расстояний оптических систем оптикоэлектронных датчиков
2.5 Математические модели определения и коррекции дисторсии оптической системы оптикоэлектронного датчика

щ 2.6 Математическая модель калибровки угловых отклонений

установочного положения оптикоэлектронных датчиков 2.7 Математическая модель калибровки линейных отклонений установочного положения оптикоэлектронных датчиков
3 АНАЛИЗ ТОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И СИНТЕЗ АДАПТИВНОГО ОПТИКОЭЛЕКТРОННОГО УСТРОЙСТВА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ТРЕХМЕРНОЙ КАЛИБРОВКИ
3.1 Точность адаптивного оптикоэлектронного устройства автоматической трехмерной калибровки I 3.1.1 Точность калибровки фокусных расстояний
3.1.2 Точность калибровки угловых отклонений оптикоэлектронных датчиков оптикоэлектронного устройства
3.1.3 Точность коррекции радиальной дисторсии оптической системы оптикоэлектронного датчика
3.2 Адаптация оптикоэлектронного устройства автоматической
трехмерной калибровки
3.2.1 Параметрическая адаптация оптикоэлектронного устройства автоматической трехмерной калибровки
3.2.2 Структурная адаптация оптикоэлектронного устройства автоматической трехмерной калибровки
3.2.3 Алгоритмическая адаптация оптикоэлектронного устройства автоматической трехмерной калибровки
3.3 Разработка адаптивного оптикоэлектронного устройства автоматической трехмерной калибровки
3.3.1 Методы калибровки оптикоэлектронного устройства
3.3.2 Высокоточное адаптивное оптикоэлектронное устройство 7 автоматической трехмерной калибровки
3.3.2.1 Микропроцессорное оптикоэлектронное устройство калибровки 7 оптикоэлектронного датчика
3.3.2.2 Оптикоэлектронное устройство калибровки оптико 8 электронного датчика на программируемой логической интегральной схеме
3.3.2.3 Оптикоэлектронное устройство адаптивной трехмерной 2 калибровки
3.3.2.4 Устройство коррекции радиальной дисторсии
3.4 Инженерные методики построения адаптивного оптико
электронного устройства автоматической трехмерной калибровки и коррекции радиальной дисторсии
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АДАПТИВНОГО
ОПТИКОЭЛЕКТРОННОГО УСТРОЙСТВА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ТРЕХМЕРНОЙ КАЛИБРОВКИ
4.1 Аппаратнопрограммный стенд для проведения испытаний 7 высокоточного оптикоэлектронного устройства трехмерной калибровки
4.2 Методика проведения испытаний высокоточного оптико
электронного устройства трехмерной калибровки
Заключение
Список использованной литературы


Способ автоматизированного измерения с использованием модели внешней среды в стереотелевкзион ной системе технического зрения, , Способ автоматизированного измерения объектов внешней среды с использованием ее геометрической трехмерной модели в стереотелевизионной системе технического зрения, заключающийся в получении стереопары в виде левого и правого оцифрованных изображений с помощью двух телекамер, образующих стереосистему, сопряженную с ПЭВМ фрагментации левого изображения выделении на фрагменте измеряемой точки выделении фрагмента правого изображения в соответствии с расчетным диапазоном параллаксов выделении на фрагменте правого изображения группы отождествляемых элементов поиске корреспондирующей пары на множестве элементов группы вычислении параллакса корреспондирующей пары вычислении пространственных координат измеряемой точки, соответствующей этой паре, и объединении всех измеренных точек в модель объекта после построения модели объекта выбирают требуемый ракурс осмотра измеряемой модели объекта, подводят курсор к измеряемой поверхности модели объекта, вычисляют по уравнению поверхности и двумерным координатам курсора трехмерные координаты точки поверхности, вычисляют двумерные координаты этой точки на плоскости визуализируемого изображения, устанавливают отображение точки на интересующее оператора место на изображении объекта, считывают трехмерные координаты точки поверхности наблюдаемого объекта. Исключена возможность использования способа в автоматических устройствах калибровки. Способ автоматизированного измерения координат точек внешней среды для построения ее трехмерной модели в системе технического зрения, 6, Способ реализуется в человекомашинном комплексе, основу которого составляет система технического зрения, включающая телевизионный стсреоблок, сопряженный с ПЭВМ, дисплей для вшуализации изображения и устройство управления перемещением курсора. Измеряемая точка наблюдаемой сцены указывается с помощью курсора на экране дисплея, а се три пространственные координаты вычисляются автоматически с использованием программы на ПЭВМ и визуализируются на экране дисплея. Объединение измеренных точек в модель внешней среды происходит на основе их принадлежности к наблюдаемому объекту, что повышает достоверность модели. Исключена возможность использования способа в автоматических устройствах калибровки. В результате анализа таблицы 1. ОЭУ, калибровка проводится на основе определения параметров ОЭУ по изображению специально изготовленного или формируемого при помощи дополнительных устройств эталонного объекта, что неизбежно приводит к дополнительным погрешностям при определении калибруемых параметров ОЭУ в большинстве устройств и способов сопоставление точек на разных кадрах стереоизображения производится оператором, что исключает проведение автоматической калибровки бинокулярного ОЭУ калибровка должна быть основана только на определении параметров ОЭУ по
изображению, поступающему с оптикоэлектронных датчиков, без использования других видов датчиков, вносящих дополнительные ошибки при определении параметров. Перейдем к рассмотрению существующих методов и устройств калибровки ОЭУ, описанных в научнотехнической литературе. В результате проведенного выше обзора патентных документов установлено, что в основу большинства методов калибровки положено определение параметров калибровки по анализу изображения эталонного объекта, параметры которого известны или могут быть определены. Данный факт также подтверждают и материалы в научнотехнической литературе. В работах 1, 2 рассматриваются методы калибровки, основанные на определении параметров калибровки по эталонному объекту, представляющему собой набор геометрических примитивов при известном их взаимном расположении. В качестве примитивов используются точки, грани и углы эталонного объекта. В зависимости от используемых примитивов выделяются следующие постановки задачи калибровки ОЭУ РпРзадача iv п i , РпЬзадача iv п i и РпАзадача iv п . Решение задачи внешней калибровки ОЭД, основанное на геометрической модели ОЭД, рассмотрено в 3. Термин задача был введен для задачи определения положения объекта относительно ОЭД. Исходными данными для решения задачи являются п соответствий между точками изображения и точками объекта, а также известное взаимное расположение точек объекта. РIР и Р2Рзадачи имеют бесконечное множество решений и поэтому не представляют практического интереса для калибровки. Наибольший интерес представляет РЗРзадача, так как для решения этой задачи достаточно трех соответствий между точками изображения и объекта.