《基於複眼的大視場面形測量原理與實驗研究》是依託中國科學技術大學，由王克逸擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於複眼的大視場面形測量原理與實驗研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王克逸
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
為解決大面形形貌檢測問題，利用仿生學的概念，研製一種新型的大目標三維形貌測量裝置。該裝置採用高集成化的設計能有效解決目前大目標形貌測量設備的結構複雜、重量大、功耗高以及可靠性低等問題。通過曲面分布的透鏡陣列獲取大目標形貌上各點的三維坐標，利用折轉透鏡最佳化系統中的光學部分，並充分採用目前圖像感測器和電子學設備高速發展技術，完成圖像的高速採集、數據的高速傳輸和實時處理任務。課題研究了曲面分布的透鏡陣列安裝標準和安裝方法，通過建立相應的目標定位模型，搭建標定平台，完成成像系統的標定任務。探索了光斑實際中心提取算法，解決根據多通道成像像點匹配對應通道的問題。並在雙目複眼的基礎上，對三維形貌測量精度和測量效率進行了評估分析。形成一套較完整的基於複眼大視場探測的製造、標定和檢測的理論體系和實驗方法。
結題摘要
為解決大視場面形檢測問題，基於昆蟲複眼結構和仿生學的概念，本課題研製出一種新型的只需簡單的照明光點掃描方法而無探測光學部件掃描或移動的大視場面形探測複眼系統。該裝置由子眼透鏡、折轉透鏡、CMOS相機和球殼基底等組成。分析了該裝置的成像機制，建立了其偏歪成像模型，對成像光斑進行了模擬仿真，考察了複眼中不同子眼通道的成像特性，並研究了成像光斑中心多種高精度提取方法。建立了複眼目標定位數學模型，設計出多種整體系統標定方案，包括：利用子眼中心坐標的標定方法、基於光場的多位置標定方法、基於雙圓柱面和神經網路的標定方法和基於虛擬雙球面的標定方法，並對光斑與子眼通道如何匹配等關鍵問題進行了探索，實現了複眼的高精度全視場整體標定。分析了複眼測量的基本原理，分別使用複眼對小視場和大視場物體開展了測量任務，並組合雙複眼解決了子眼之間基線過短問題，提高了系統的縱向解析度。最後，對物體面形進行點雲掃描，實現了三維形貌的高精度重構。該項目研究成果形成了一套較完整的基於複眼大視場探測的製造、標定和檢測的理論體系和實驗方法，在空間目標定位、面形測量和三維重構等方面具有很高的套用價值。
