單攝像機對於二維平面的測量

2021-10-04 17:52:17 字數 865 閱讀 3321

首先我們應該知道什麼是二維平面,二維平面簡單的說就是只含有x,y座標系的平面,在z軸上沒有當量。這種一般出現在對於乙個平面的寬度,長度,變形的測量,一般應用較多的場合是對乙個規則的機械零件進行尺寸測量。

那麼如何對二維平面測量他的變形程度呢,

首先還是需要對相機進行標定,這種一般需要相機正對被測物體,也就是讓被測物面與攝像機光軸垂直,與像面平行。假設攝影成像系統滿足針孔模型,因此物體和其影象滿足中心投影變換,兩者滿足相似關係,相差乙個放大倍數。只要從影象上提取所需引數,乘上實際比例係數,就得到物體的實際幾何引數。這個比例係數如何得到?首先使用乙個已知精確尺寸為d的物體放置於要測物件的位置(此時最好被測物件的上表面與試驗件的表面平行,不然會引入誤差)在影象上通過處理可以得到這個試驗件的畫素尺寸u。此時可以得到比例係數s=d/u。隨後測量待測物。得到畫素尺寸。然後乘以比例係數即可得到真實的尺寸。

常見的二維平面測量主要有二維幾何位置、形狀、變形測量、位移和速度的測量。其基本原理是利用單幅影象中目標幾何引數測量或利用了不同時刻拍攝的影象中目標的變化來進行測量。下面列舉幾種典型的應用。

(1) 散斑相關變形測量

散斑相關位移測量是對變形前後採集的物體表面的兩幅散斑影象用數字相關法(見第七章「數字相關亞畫素定位法」)進行處理,以實現對物體變形的測量。

(2) 網格法變形測量[116~124]

網格法變形測量是最古老的光測力學測量方法之一,其基本原理是:在物體上製作網格標誌點,對變形前後分別採集網格標誌點的兩幅影象,提取影象上網格標誌點的位置並計算相應位移,從而獲得物體在相應位置上的變形。圖5.4.2是用網格法測量拉伸試驗(在1200℃高溫條件下)中邊裂紋試件裂紋尖端變形場的網格圖。

(3) 膠片、地圖測量

將膠片、地圖等影象轉換為數字影象來進行位移、位置、形狀或距離的測量。

平面二維DP

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