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基于点衍射干涉的深度学习三维坐标定位方法研究

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基于点衍射干涉的深度学习三维坐标定位方法研究

作者：卢毅伟中国计量大学

学位级别：硕士

随着智能制造业的发展,其对测量精度以及测量速度的要求日渐提高,也因此点衍射干涉技术在三维坐标定位领域得到了研究与发展。虽然三维坐标定位仪器种类众多,但是体积小便于携带、现场无需导轨、精度较高、速度快、抗干扰能力强的需求... 详细信息

随着智能制造业的发展,其对测量精度以及测量速度的要求日渐提高,也因此点衍射干涉技术在三维坐标定位领域得到了研究与发展。虽然三维坐标定位仪器种类众多,但是体积小便于携带、现场无需导轨、精度较高、速度快、抗干扰能力强的需求却难以实现。传统的点衍射干涉三维测量系统易受外界环境干扰,精度不够高,运算速度慢。针对这些问题,本文基于点衍射干涉技术对三维坐标定位方法进行了研究,分析点光源坐标和相位差矩阵之间的关系,提出了基于点衍射干涉的深度学习三维坐标定位方法,最终实现了良好的可靠性、高精度,以及较强的抗干扰能力。本文主要研究内容如下:阐述了国内外点衍射干涉技术以及深度学习技术在三维坐标定位领域的研究近况。阐述了基于点衍射干涉的深度学习三维坐标定位测量光路模型。同时介绍了测量的数学原理以及测量流程。深入分析了深度学习技术在三维坐标定位过程中应用的可能性,基于传统的神经网络模型提出本文所述的神经网络模型,将其用于三维坐标定位重构过程。并依据实际系统参数以及纤芯距的要求,利用仿真程序随机获取大量的相位差矩阵作为模型的训练与验证数据,并将相应的点光源坐标作为标签数据。搭建本文所述的神经网络模型进行模型参数设计与训练。利用基于点衍射干涉的深度学习三维坐标定位方法得出的仿真结果与真值对比仿真精度,验证了本文的深度学习神经网络模型的可行性,稳定性与高精度性。搭建了基于点衍射干涉的深度学习三维坐标定位系统,并在三坐标测量机上验证实验精度。通过对比两种方法的实验精度,即本文所述三维坐标定位方法与基于偏振移相的三维定位点衍射干涉方法。可知本文所述方法最大的坐标测量误差为0.82μm,而偏振移相点衍射干涉方法最大的坐标测量误差为3.56μm。进一步说明本文提出的三维坐标定位神经网络模型具有鲁棒性与高精度性。

关键词：点衍射干涉三维坐标定位深度学习神经网络

利用AutoCAD三维作图配合全站仪攻克上海科技馆结构三维坐标定位

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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施工企业管理 2002年第2期 32-32,30页

作者：章奕俞善进上海市第四建筑有限公司

上海科技馆是上海市重点工程,由于该建筑造型别致,设计理念新颖,结构型式复杂,科技含量高,在建筑物测量定位中产生很多难题,在实际施工中,我们采用AutoCAD软件配合全站仪进行上海科技城结构的三维坐标定位,获得了成功。上海科技馆占地... 详细信息

上海科技馆是上海市重点工程,由于该建筑造型别致,设计理念新颖,结构型式复杂,科技含量高,在建筑物测量定位中产生很多难题,在实际施工中,我们采用AutoCAD软件配合全站仪进行上海科技城结构的三维坐标定位,获得了成功。上海科技馆占地面积120亩,工程总建筑面积9.6万平方米。主楼平面呈半圆型,立面呈螺旋上升型,主轴线为圆弧线和放射线。对于科技城这样的建筑,如果土建工程中轴线位置稍有偏差,则屋架钢结构及中央大球体等复杂结构就无法正确安装。设计要求钢结构预埋件安装偏差为5mm,科技城主楼的最大半径为163.5米,怎样保证结构定位放线的精确是摆在科技馆施工技术人员面前的一大难题。我们的做法是:

关键词： AutoCAD 三维作图全站仪上海科技馆三维坐标定位

利用AutoCAD三维作图配合全站仪攻克上海科技馆结构三维坐标定位

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工程质量 2001年第11期19卷 22-23页

作者：章奕俞善进上海市第四建筑有限公司

上海科技馆是2001年上海市一号重点工程,是上海市政府投资兴建的重大社会文化公益性项目,是集展示与教育、科研与交流、收藏与制作、休闲与旅游为一体的新型科技中心,是2001年APEC会议的重要场馆.由于该建筑造型别致,设计理念新颖,结构... 详细信息

上海科技馆是2001年上海市一号重点工程,是上海市政府投资兴建的重大社会文化公益性项目,是集展示与教育、科研与交流、收藏与制作、休闲与旅游为一体的新型科技中心,是2001年APEC会议的重要场馆.由于该建筑造型别致,设计理念新颖,结构型式复杂,科技含量高,在建筑物测量定位中产生很多难题,在实际施工中我们采用AutoCAD软件配合全站仪进行三维坐标定位.

关键词：科技馆三维坐标定位 AutoCAD 预埋件钢结构

采用AutoCAD软件配合全站仪成功解决上海科技馆工程的结构三维坐标定位

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上海建设科技 2002年第1期 26-26页

作者：章奕俞善进上海市第四建筑有限公司

上海科技馆工程主楼平面呈半圆型,立面呈螺旋上升型,主轴线为圆弧线和放射线.对于科技馆这样的建筑,如果土建工程中轴线位置稍有偏差,则屋架钢结构及中央大球体等复杂结构就无法正确安装.钢结构预埋件安装偏差为5mm,科技馆主楼的最大半... 详细信息

上海科技馆工程主楼平面呈半圆型,立面呈螺旋上升型,主轴线为圆弧线和放射线.对于科技馆这样的建筑,如果土建工程中轴线位置稍有偏差,则屋架钢结构及中央大球体等复杂结构就无法正确安装.钢结构预埋件安装偏差为5mm,科技馆主楼的最大半径为163.5m,怎样保证结构定位放线的精确是摆在科技馆施工技术人员面前的一大难题.为克服这一困难,我们采用AutoCAD软件配合全站仪进行结构的平面和空间的定位,并在工程结构施工过程中获得了成功.

关键词：钢结构 AutoCAD软件全站仪三维坐标定位

GPS RTK技术在海上钻探三维(坐标)定位方法上的应用

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港工技术 2001年第1期38卷 49-51页

作者：黄广钿李为荣中交三航院上海200032

在长江口整治工程的勘察中 ,利用 GPS RTK技术进行三维坐标定位 ,文中介绍这种方法的原理。

关键词： GPS RTK技术三维坐标定位测点长江口整治工程航道孔位高程测试

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基于视觉测量的应变片空间定位及应用

实验力学 2023年第2期38卷 176-184页

作者：周书涛李立欣张伟巨亚堂张忠王泰然苏志龙张东升北京强度环境研究所北京100076 上海大学力学与工程科学学院上海200444

在大型航天结构舱段试验中,通常需要粘贴大量的应变片来获取结构的应变测试数据。为了能够准确定位结构舱段上的应变片位置,本文研究了基于单目视觉测量技术的应变片空间坐标重建方法。该方法采用一台单反相机,从不同视角连续对构件进... 详细信息

在大型航天结构舱段试验中,通常需要粘贴大量的应变片来获取结构的应变测试数据。为了能够准确定位结构舱段上的应变片位置,本文研究了基于单目视觉测量技术的应变片空间坐标重建方法。该方法采用一台单反相机,从不同视角连续对构件进行拍摄,获得一组包含圆环编码点和应变片的图像序列;通过检测编码点图像坐标,构建相邻帧之间的匹配关系,然后基于相对定位原理估计相机姿态信息;再利用深度学习技术提取图像中的应变片坐标,结合估计的姿态信息对提取的应变片进行立体匹配,并且采用三角测量方法重构应变片空间坐标,从而实现应变片的三维定位。利用所研究的方法,分别对铝质平板和圆筒上粘贴应变片的三维坐标、碳纤维标尺的长度进行了定位。定位结果表明,该方法的重复定位精度优于0.05mm,三维点距离测量精度优于0.1mm。

关键词：应变片三维坐标定位深度学习视觉测量

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基于双目视觉的GIS异物分割和定位方法

仪表技术与传感器 2022年第10期 88-92,98页

作者：马心全钟羽中佃松宜四川大学电气工程学院四川成都610065

针对气体绝缘开关设备内部异物需要定位清理的问题,提出基于双目视觉的GIS异物分割与定位方法。共享分割模型,支路一通过U-Net模型获取异物分割区域,支路二通过U-Net模型获取双目图像的卷积特征图,并以此构建卷积描述子,完成立体匹配,... 详细信息

针对气体绝缘开关设备内部异物需要定位清理的问题,提出基于双目视觉的GIS异物分割与定位方法。共享分割模型,支路一通过U-Net模型获取异物分割区域,支路二通过U-Net模型获取双目图像的卷积特征图,并以此构建卷积描述子,完成立体匹配,实现了异物的三维坐标定位,解决了GIS环境弱纹理、高反光区域立体匹配准确度低的问题。通过C++编程环境加载Opencv视觉工具包,实现了上位机的部署应用。应用结果表明:该系统具有较高的异物分割及定位精度,可以同时满足柔性臂抓取的精度和实时性要求,具有一定的实用性。

关键词：共享模型 U-Net 目标分割立体匹配卷积特征描述子三维坐标定位

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机场跑道异物定位算法研究

测控技术 2012年第5期31卷 41-44页

作者：郭晓静于之靖中国民航大学航空自动化学院天津300300

跑道异物的存在给机场安全造成了很大的危险隐患,为了减小异物存在导致的经济和人身安全的影响,利用三维坐标定位技术,将Hough变换改进后用于确定跑道位置,归一化算法实现以机场跑道灯为特征点的匹配,同时为了提高匹配效果,采用特征点... 详细信息

跑道异物的存在给机场安全造成了很大的危险隐患,为了减小异物存在导致的经济和人身安全的影响,利用三维坐标定位技术,将Hough变换改进后用于确定跑道位置,归一化算法实现以机场跑道灯为特征点的匹配,同时为了提高匹配效果,采用特征点旋转整合,有效获取特征点位置。结合传感器逐区域扫描时的方位改变与像机初始坐标系换算关系,确定跑道异物的相对空间位置,实现对跑道异物的定位。该算法利用坐标变换方法,理论基础完善,实际应用时,所需传感器数目较少,成本较低,定位准确,有很好的应用价值。

关键词：跑道异物三维坐标定位姿态估计图像分割特征点匹配

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鱼类目标三维空间行为语义模型研究

鱼类目标三维空间行为语义模型研究

作者：胡海彪浙江工业大学

学位级别：硕士

随着当今世界水资源污染的问题越来越严重,许多国家的政府部门都积极地建设水污染预警系统。水生生物因水环境的变化而产生的变化也得到的广泛的研究,这些研究大多集中在利用鱼类作为主要的指示生物,研究鱼类行为的重要前提就是检测并... 详细信息

随着当今世界水资源污染的问题越来越严重,许多国家的政府部门都积极地建设水污染预警系统。水生生物因水环境的变化而产生的变化也得到的广泛的研究,这些研究大多集中在利用鱼类作为主要的指示生物,研究鱼类行为的重要前提就是检测并且提取鱼类目标。因此,有效地在立体空间上检测出鱼体目标,并且进行准确地分离与定位成了研究鱼类水下行为的前提关键技术。本文以红鲫鱼作为研究对象,构建了三维空间下的实验平台,结合水中物体成像原理、摄像机成像原理、目标分割、平面几何原理以及图像处理技术,研究了在三维空间下鱼类目标的行为语义模型。主要研究内容包括:1、基于彩色图像分割的技术研究。结合本文实验对象:红鲫鱼,在以前学者所研究的彩色图像分割技术基础上,采用了一种适用于本文实验对象的基于RGB颜色空间下的彩色图像分割方法。2、三维空间下鱼目标的准确定位。构建三维空间坐标,根据水箱当中的实体鱼目标和镜子当中虚体鱼目标的坐标关系,还原出鱼目标在三维空间上的实际坐标。3、三维空间下半遮挡鱼体的识别方法。利用三维空间的实验平台,构建水箱当中和镜子当中鱼体目标的对应关系,通过鱼体轮廓识别技术和鱼体质心点的提取方法来达到半遮挡鱼体识别的效果,并且可以根据所计算出的鱼头、鱼尾和质心点的坐标来识别出发生半遮挡鱼体目标的支架和游动方向。

关键词：图像分割三维坐标定位鱼体识别语义模型