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基于多线结构光的三维测量研究

基于多线结构光的三维测量研究

作者：孙海卫烟台大学

学位级别：硕士

三维测量一直是计算机视觉中的研究热点,也是立体视觉领域的研究基础。相比于其他三维测量技术,以多线结构光为基础的测量技术因其具有操作灵活简便,抗干扰能力强,在测量领域中获得广泛应用。因此,对其进行深入研究具有重要意义。本文... 详细信息

三维测量一直是计算机视觉中的研究热点,也是立体视觉领域的研究基础。相比于其他三维测量技术,以多线结构光为基础的测量技术因其具有操作灵活简便,抗干扰能力强,在测量领域中获得广泛应用。因此,对其进行深入研究具有重要意义。本文主要对多线结构光三维测量系统的测量原理和标定方法,以及三维数据获取这三个方面进行了研究。首先分析了系统组成模块和技术原理。简要介绍了系统中利用的小孔成像模型、三角测量原理与双目立体视觉模型。然后说明了多线结构光三维测量系统的标定方法,获取系统中每个组成部分的参数。使用标准棋盘格标定板标定获取每个相机的内参数矩阵和外参数矩阵,立体视觉的基础矩阵、本征矩阵等。针对多个光平面在标定过程中不易区分和需要对图像进行预处理等问题,创新性提出了基于ROI直线拟合的方法,能够快速方便地提取每个光平面的激光条纹中心点。利用单应性矩阵,将激光条纹中心点二维像素坐标转换为三维相机坐标,标定出多线结构光光平面方程。针对双目多线结构光在立体视觉匹配过程中,由于很多被测物体表面形态复杂,导致容易出现找不到准确匹配点的问题。提出了基于反向重投影的匹配点筛选方法,提高了系统测量过程中光条中心点的利用率,提高了系统测量效率。另外,通过加入匹配窗口对匹配过程中投影点和光条中心点之间的误差进行分析,提出动态调整匹配窗口的大小,以提高激光条纹中心点的利用率和唯一匹配率。最后,搭建实际测量系统,利用提出的创新和改进的测量方法进行实际的测量实验,并通过实验验证了方法的有效性和可靠性。实验数据表明,能明显提高多线结构光三维测量系统的测量效率,缩短测量时间,提升了三维模型质量。

关键词：计算机视觉多线结构光三维测量双目视觉立体匹配

NPC型三电平逆变器同步空间矢量调制策略研究

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NPC型三电平逆变器同步空间矢量调制策略研究

作者：孙海卫天津大学

学位级别：硕士

随着电压源变换器的应用越来越广泛,脉宽调制（Pulse Width Modulation,PWM）策略已经逐渐成为一个核心技术。三电平同步空间矢量调制技术,以其在抑制波形畸变、降低开关损耗等方面的突出优势,在高压大功率逆变器中得到广泛的研究和应... 详细信息

随着电压源变换器的应用越来越广泛,脉宽调制（Pulse Width Modulation,PWM）策略已经逐渐成为一个核心技术。三电平同步空间矢量调制技术,以其在抑制波形畸变、降低开关损耗等方面的突出优势,在高压大功率逆变器中得到广泛的研究和应用。对于高压大功率三电平逆变器,过高的开关频率导致过大的开关损耗,并使流过功率器件的额定电流受到限制,从而导致系统整体效率降低。此外,低开关频率运行,导致输出电压含有大量低次谐波。因此,在低开关频率工况下提高电压波形质量,同时减少开关次数以降低开关损耗,是大功率三电平逆变器调制面临的关键问题。本文详细分析了传统三电平同步空间矢量线性调制策略以及过调制策略的基本原理和实现方法,通过仿真与实验研究了传统策略在波形质量与开关损耗两方面的性能。为了进一步提高逆变器电压质量、降低开关损耗,本文提出采用调制度分段的同步空间矢量线性调制策略以及过调制策略。该策略针对不同的参考矢量数及参考矢量分布方式对调制度进行分段,并在不同调制度范围内,分别构造能够同时保证电压波形同步性、三相对称性、半波对称性以及四分之一波对称性且开关次数最少的开关序列。在此基础上,以线电压加权谐波畸变率（Weighted Total Harmonic Distortion,WTHD）、感应电机电流谐波畸变率（Total Harmonic Distortion,THD）为衡量指标,得到了各调制度分段范围内的最优开关序列。通过仿真与实验验证了采用调制度分段的三电平逆变器同步空间矢量线性调制策略与过调制策略,在改善线电压WTHD、电机电流THD以及减少开关次数等方面的有效性。搭建了基于MATLAB的三电平电压源逆变器控制系统仿真模型,以及小功率中点钳位型三电平电压源逆变器实验系统。分别对采用调制度分段的同步空间矢量线性调制策略以及过调制策略性能进行了仿真与实验研究,并与现有调制策略对比,给出了对比结果与分析。实验结果表明,采用调制度分段的同步空间矢量调制策略不仅能有效改善输出电压WTHD、电机电流THD、降低开关损耗,而且在包括过调制区在内的整个调制度范围内,具有良好的稳态性能与动态性能。

关键词： NPC 型三电平电压源逆变器同步空间矢量脉宽调制过调制谐波畸变率开关损耗

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属性约简矩阵特征结构及分层约简快速算法

控制理论与应用 2007年第5期24卷 766-770页

作者：徐宁章云孙海卫熊红艳广东工业大学自动化学院澳门大学科技学院

已有的属性约简算法往往只能提供一个可行解,并且不能保证是最小约简解.因此,详细分析属性约简特征并获得最小约简解具有重要意义.本文针对信息系统数据集提出属性约简矩阵,通过矩阵的结构特征分析得到属性的约简特征,因此采用矩阵代数... 详细信息

已有的属性约简算法往往只能提供一个可行解,并且不能保证是最小约简解.因此,详细分析属性约简特征并获得最小约简解具有重要意义.本文针对信息系统数据集提出属性约简矩阵,通过矩阵的结构特征分析得到属性的约简特征,因此采用矩阵代数的方法求解属性约简问题,并得到分层约简快速算法.经实例运算可见,矩阵代数的处理和算法大大降低了最小约简解获取的计算量.

关键词： Rough集属性约简约简矩阵特征结构分层约简快速算法

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基于多线激光的轮胎花纹深度测量方法研究

应用激光 2022年第2期42卷 64-70页

作者：徐仕东毕远伟孙海卫烟台大学计算机与控制工程学院山东烟台264005

针对轮胎花纹深度测量中存在传统手工方法效率低下及单线激光测量适应性不高的问题,提出一种基于多线激光的轮胎花纹深度测量方法。该方法通过测量装置获取带有多线激光条纹的轮胎花纹图像,再通过三角测量技术得到轮胎表面激光条纹中心... 详细信息

针对轮胎花纹深度测量中存在传统手工方法效率低下及单线激光测量适应性不高的问题,提出一种基于多线激光的轮胎花纹深度测量方法。该方法通过测量装置获取带有多线激光条纹的轮胎花纹图像,再通过三角测量技术得到轮胎表面激光条纹中心点的三维点数据。对获取到的点云数据进行处理,筛选出轮胎凹槽点和轮胎胎面点。将轮胎凹槽点拟合成一个曲面,依次计算胎面点到凹槽曲面的距离,获得每条凹槽的深度,以判断轮胎磨损状况。试验结果表明,该方法简单高效,鲁棒性强,能够准确测量出轮胎花纹的深度,与深度尺测量结果的差值在0.1 mm以内,可以满足轮胎花纹深度测量的要求。

关键词：三维重建多线激光机器视觉图像处理

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多格子方法解病态对称Toeplitz方程

广东机械学院学报 1997年第1期15卷 52-58页

作者：孙海卫广东工业大学数理系广州510090

讨论了一类病态Toeplitz方程A_mM=b的解法,其中A_m是由有零点的非负函数所生成的Toeplitz矩阵.由于A_m是病态的.因此利用经典的迭代方法解方程.其收敛速度会十分缓慢.证明了当生成函数的零点指数小于或者等于2时.利用Richardson做光顺... 详细信息

讨论了一类病态Toeplitz方程A_mM=b的解法,其中A_m是由有零点的非负函数所生成的Toeplitz矩阵.由于A_m是病态的.因此利用经典的迭代方法解方程.其收敛速度会十分缓慢.证明了当生成函数的零点指数小于或者等于2时.利用Richardson做光顺算子的多格子方法解这类方程,其收敛速度是线性的.

关键词：多格子法病态对称光顺算子迭代法线性方程

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如何做好重大动物疫病的预防接种

当代畜牧 2013年第2Z期42卷 48-50页

作者：孙海卫河北省宁晋县动物卫生监督所 055550

重大动物疫病免疫工作是控制重大动物疫病发生、保障畜牧业健康发展的重要举措。重大动物疫病预防接种工作始终是一项范围广、涉及对象多、工作量巨大、工作难度高的工作。在工作实践中,只有做到十个到位,才能确保这项工作顺利开展和按... 详细信息

重大动物疫病免疫工作是控制重大动物疫病发生、保障畜牧业健康发展的重要举措。重大动物疫病预防接种工作始终是一项范围广、涉及对象多、工作量巨大、工作难度高的工作。在工作实践中,只有做到十个到位,才能确保这项工作顺利开展和按时、按质、按量完成。1领导重视要到位一是分管县领导要专门主持召开分管镇领导、镇农业服务中心领导和县相关部门领导会议。

关键词：重大动物疫病预防接种工作免疫工作动物预防接种农业服务中心免疫接种免疫操作防疫队伍集中

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母猪产后常见问题的处理

当代畜牧 2013年第3Z期42卷 53-55页

作者：孙海卫河北省宁晋县动物卫生监督所 055550

母猪分娩的时候,由于生殖器官发生一系列急剧的变化,导致母猪的抵抗力明显下降。因此,对产后母猪进行妥善的护理,让其尽早恢复体能投入正常生产就显得尤其重要。母猪生产后,要随时观察其采食情况,注意体温的变化,检查有无瘫痪、咬仔、... 详细信息

母猪分娩的时候,由于生殖器官发生一系列急剧的变化,导致母猪的抵抗力明显下降。因此,对产后母猪进行妥善的护理,让其尽早恢复体能投入正常生产就显得尤其重要。母猪生产后,要随时观察其采食情况,注意体温的变化,检查有无瘫痪、咬仔、产后奶水不足等情况发生,当母猪产后发生疾病时,必须尽快加以治疗,以减少经济损失。

关键词：采食情况产后不食障碍疾病乳房炎生殖器官子宫恶露产后无乳产后便秘选择营养子宫炎

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浅析江泽民对马克思党建学说的主要贡献

传承 2009年第16期 24-25页

作者：孙海卫华南师范大学政治与行政学院

江泽民同志坚持与时俱进、开拓创新,抓住党的建设新的伟大工程,紧紧围绕"建设一个什么样的党,怎么建设党"这个主题,从战略高度对党的建设进行了一系列创新,丰富和发展了马克思主义党建学说,为推进党建的伟大工程作出了重大贡献。

关键词：江泽民马克思党建学说主要贡献

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反向重投影多线结构光立体视觉测量方法

激光杂志 2021年第2期42卷 47-51页

作者：孙海卫毕远伟徐仕东烟台大学计算机与控制工程学院山东烟台264000

研究了多线结构光立体视觉测量系统中激光条纹中心点的匹配问题。系统测量过程中,将两幅图像的激光条纹中心点通过重投影相互匹配,计算对应的三维空间点。针对一个激光条纹中心点存在多个匹配点的问题,提出了反向重投影的方法。该方法... 详细信息

研究了多线结构光立体视觉测量系统中激光条纹中心点的匹配问题。系统测量过程中,将两幅图像的激光条纹中心点通过重投影相互匹配,计算对应的三维空间点。针对一个激光条纹中心点存在多个匹配点的问题,提出了反向重投影的方法。该方法将匹配点反向重投影到原激光条纹图像,利用光路一致性,筛选出唯一匹配点。另外,分析了在重投影和反向重投影时采用不同大小的匹配窗口对测量结果的影响。实验表明,该方法能够充分利用激光条纹中心点,同时又有较高的唯一匹配率,明显提高了系统的测量效率。

关键词：立体视觉多线结构光匹配窗口反向重投影表面重建