视觉测量技术PDF电子书下载

第1章 视觉测量技术概述 1

1.1计算机视觉 1

1.1.1计算机视觉的概念 1

1.1.2计算机视觉的实现方法 1

1.1.3计算机视觉技术的研究目标 2

1.1.4计算机视觉技术的发展历程 2

1.1.5 Marr视觉理论简介 3

1.1.6计算机视觉技术的主要研究内容 6

1.1.7计算机视觉系统的构成 8

1.1.8计算机视觉技术的应用领域 10

1.2计算机视觉检测技术 16

1.2.1计算机视觉检测技术分类 16

1.2.2计算机视觉测量技术 17

1.2.3计算机视觉测量系统构成 18

1.2.4计算机视觉测量技术的性能指标 20

1.2.5计算机视觉测量系统的关键技术 20

1.2.6计算机视觉测量技术的优点 22

1.2.7影响测量系统精度的因素与提高方法 22

1.2.8计算机视觉测量技术的主要应用领域 23

1.2.9计算机视觉测量技术的发展趋势 27

1.2.10计算机视觉测量的流程 29

第2章 计算机视觉测量系统 30

2.1光源照明系统 30

2.1.1光源系统 31

2.1.2常用可见光光源 32

2.1.3光源类型 37

2.1.4照明方式 38

2.2固态摄像机 47

2.2.1固态摄像机简介 47

2.2.2摄影光学系统 48

2.2.3光学镜头的一般知识介绍 51

2.2.4分色滤光片 54

2.3图像传感器 55

2.3.1 CCD图像传感器 55

2.3.2 CMOS图像传感器 61

2.3.3 CCD与CMOS图像传感器的差异 62

2.4图像采集卡 63

2.5人工标志及被测物体表面处理 65

2.5.1一般人1标志 66

2.5.2人工标志的设计原则 66

2.5.3人工标志的分类 67

2.5.4回光反射标志 67

2.5.5常用人工标记 69

2.5.6被测物体的表面处理 71

2.6计算机 71

第3章 图像预处理 73

3.1概述 73

3.2图像滤波 74

3.2.1图像噪声类型 74

3.2.2空间域滤波 76

3.2.3变换域滤波 81

3.3频域滤波 81

3.3.1一维离散傅里叶变换 81

3.3.2二维离散傅里叶变换 83

3.3.3二维离散傅里叶变换的性质 84

3.3.4频域滤波的基本步骤 85

3.3.5频域滤波和空间域滤波的关系 86

3.3.6频域低通滤波 86

3.4图像增强 89

3.4.1空间域增强 89

3.4.2直方图均衡化 92

3.4.3直方图规定化方法 99

3.4.4频域增强 100

第4章 图像分割 105

4.1图像分割概述 105

4.2间断检测 108

4.3边缘检测 112

4.3.1边缘点检测 113

4.3.2边缘连接 125

4.4阈值分割 132

4.4.1阈值分割的基本原理 132

4.4.2双峰法 134

4.4.3 p参数法 135

4.4.4最小类内方差法 136

4.4.5最大类间距离法 136

4.4.6最大类间类内方差比法 137

4.4.7最大熵法 137

4.4.8自动迭代法 138

4.4.9直方图变换法 138

4.4.10连通区域标记 139

4.5区域生长法 142

4.5.1基于像素相似性的简单区域生长法 143

4.5.2基于像素与区域相似性的质心型区域生长法 145

4.5.3混合型区域增长 149

4.5.4基于区域形状的区域增长 149

4.6区域分裂合并方法 150

第5章 摄像机标定 152

5.1摄像机模型 153

5.1.1坐标变换 153

5.1.2成像变换 157

5.1.3摄像机的镜头畸变 158

5.1.4摄像机模型 160

5.2摄像机标定 166

5.2.1摄像机标定的透视变换法 166

5.2.2摄像机标定两步法 174

5.2.3摄像机标定两步法的标定过程 177

5.2.4摄像机标定的张正友法 180

5.2.5摄像机标定双平面法 187

5.2.6畸变校正 189

第6章 单目视觉测量 191

6.1几何相似法测量 191

6.2几何形状约束法测量 192

6.3基于单摄像机的虚拟立体视觉 193

6.3.1虚拟立体视觉简介 193

6.3.2虚拟立体视觉测量原理 194

6.3.3单摄像机虚拟立体视觉模型 194

6.3.4系统相关参数计算 195

6.4结构光视觉测量法 196

6.4.1系统构成 196

6.4.2数学模型 196

6.4.3投影模式 198

6.4.4标定方法 202

6.5光笔式三维坐标测量方法 203

6.5.1系统构成 205

6.5.2测量原理 205

6.5.3数学模型 206

6.5.4关键技术 209

6.5.5典型测量系统 210

6.6几何光学法 212

6.6.1散焦测距的基本原理 214

6.6.2散焦测距的Pentland算法 215

6.6.3 Subbarao的深度恢复算法 218

第7章 双目视觉测量 221

7.1双目视觉测量系统 221

7.2双目视觉三维测量原理 222

7.3双目视觉测量数学模型 224

7.4双目视觉测量系统精度分析 225

7.4.1测量系统结构参数对测量精度的影响 225

7.4.2摄像机焦距对测量精度的影响 231

7.5双目视觉系统结构设计 232

7.5.1基于两台摄像机的双目视觉系统结构 232

7.5.2基于单台摄像机的双目视觉系统结构 232

7.5.3同一物镜法 233

7.6运动物体的同步摄影方法 234

7.7双目视觉测量系统标定 234

7.8双目视觉测量系统立体匹配方法概述 236

7.8.1立体匹配技术 236

7.8.2稠密匹配方法剖析 236

7.8.3特征匹配方法剖析 237

7.9双目视觉测量系统常用约束条件 238

7.9.1约束规则 238

7.9.2外极限约束 239

7.9.3其他约束条件 241

7.10双目视觉测量特征匹配算法介绍 243

7.10.1基于兴趣点的匹配算法 244

7.10.2基于固定滑窗区域的匹配算法 244

7.10.3基于形状模板的匹配算法 246

7.10.4基于边缘特征的匹配算法 247

参考文献 248