论文总字数：24698字

摘 要

数字近景摄影测量技术是现代图像处理技术与光测技术的产物，是一种非接触的光学测量方法。它具有其他接触式测量方法不可比拟的优点（高精度，响应快，抗干扰能力强等）。同时，它也具有其他光测方法所没有的优点。可以这么说，数字近景摄影测量技术是当今时代最富有生命力和创造力的测量技术之一，具有非常广阔的应用前景。

双相机数字摄影测量技术是基于双目立体视觉的光学测量方法，是数字近景摄影测量技术拓展到三维动态测量的产物。目前，双相机数字摄影测量技术在测量位置和位移的精度上还存在着一些不足。本文对于双相机数字摄影测量技术中一些关键性技术进行了简要的介绍，并实验分析了该测量方法的精度。本文的研究主要集中在1)双相机数字摄影测量技术测量光学标识点运动轨迹的精度；2）影响此方法测量精度的因素。本文的主要研究成果有：1）双相机数字摄影测量光学标识点精度达到0.007mm；2）系统分析了各阶段影响测量精度的因素。

关键词：双相机数字摄影测量技术; 双目立体视觉模型; 光学标识点; 测量精度; 误差分析

THE EXPERIMENTAL ANALYSIS AND IMPROVEMENT OF THE MEASUREMENT ACCURACY OF THE OPTICAL MARK POINT’S MOTION TRAJECTORY

Abstract

Digital close-range photogrammetry measurements are the production of the modern image processing technology and optical measuring technology and it is a non-contact optical measuring technique. It has some unmatched advantages comparing other contact measuring methods(high-accuracy,quick response,strong anti-interference ability and so on).Meanwhile,it has the advantages which other optical methods don’t have.May say so, Digital close-range photogrammetry measurements is one of the most dynamic and creative measurement techniques at present, and has a very broad application prospects.

Double digital photogrammetric camera technology is an optical measurement method based on binocular stereo vision, and it is the production that digital close-range photogrammetry measurements expand to three-dimensional dynamic measurement. At present, there are still some deficiencies in the measurement precision of digital close-range photogrammetry measurements. The thesis briefly introduced some key technologies of digital close-range photogrammetry measurements method,and analyzed the measurement accuracy of the measuring method by experiment.The research of this thesis is focused on the accuracy of the potical identification point’s motion trajectory by the method and the factors which affect the accuracy of the method.The main research results of the thesis are the accuracy of double digital photogrammetric camera technology reaches 0.007mm and analyzed systematicly the factors which affect the accuracy of the method in the stages.

KEY WORDS: Double digital photogrammetric camera technology; Double eyes’ Spatial Vision System; Optical mark point; Measurement accuracy; Error analysis

目 录

摘 要 1

Abstract 2

第一章 绪 论 4

1.1引言 4

1.2数字近景测量的发展及其研究现状 4

1.2.1数字近景摄影测量的发展历程 4

1.2.2 数字近景测量技术国内外研究现状 5

1.3论文的研究背景和内容 7

1.4论文的章节安排 7

第二章 双相机数字近景摄影测量方法 9

2.1双目立体视觉 9

2.2双目立体成像模型 9

2.2.1双目立体视觉成像模型标定 10

2.2.2 双相机标定 11

2.3标识点及其识别 12

2.3.1 编码点和非编码点 12

2.3.2标识点识别 13

2.4 圆形标识点中心亚像素定位 13

2.5位移测量基本原理 13

2.6 本章小结 14

第三章 双相机数字近景摄影测量精度实验分析 15

3.1 引言 15

3.2 实验对象、装置、仪器 15

3.3 实验步骤 17

3.4 静态条件下测量精度分析 18

3.5 运动轨迹测量精度分析 20

3.6 结论 22

第四章 光学标识点运动轨迹测量精度误差分析与改进 24

4.1 系统误差 24

4.1.1标识点识别误差 24

4.1.2 圆形标识点中心亚像素定位误差 24

4.2随机误差 25

4.2.1随机噪声的影响 25

4.2.2 光源引起的误差 25

4.2.3成像镜头畸变引起的误差及校正 26

4.3本章小结 26

第五章 总结与展望 27

5.1总结 27

5.2 展望 27

致谢 28

参考文献（References） 28

第一章 绪 论

1.1引言

在力学的发展过程中，实验力学一直是不可或缺的部分。实验研究不仅可以用来完善和验证基本的力学理论，也可以为许多实际工程提供依据和理论支持， 而且许多新材料的力学性能需要实验研究来证明。从实验力学发展到今天，已经形成了许多有效的测量手段，其中光学测量方法因为其相比于其他接触式测量方法，具有非接触、工作距离大，测量精度高，响应快，抗干扰能力强，一直扮演着不可或缺的重要角色。

光测力学方法的大致可以分为3个阶段：19世纪，由于物理学的发展，尤其是晶体光学的发展，解决了许多弹性力学问题，如复杂结构的应力分析，形成了光测弹性力学，有了光弹法；20世纪60年代，激光的出现促进了现代光学的发展，扩展了光学的研究领域，衍生出了许多以光学条纹干涉处理技术为基础的光测干涉法，如全息干涉法，散斑方法，云纹法等；20世纪70年代以来，由于数字图像处理技术、光电子技术和计算机等新技术的出现，特别是CCD摄像机等迅速发展，现代光学测量方法如数字近景摄影测量方法逐渐形成和发展。

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