目 錄

第 1 章 緒論. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 引言 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 背景意義 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3 管道檢測(cè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.3.1 傳統(tǒng)管道內(nèi)表面檢測(cè). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3
1.3.2 基于視覺(jué)測(cè)量的管道內(nèi)表面檢測(cè) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.3.3 管道機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
1.4 管道測(cè)量的關(guān)鍵問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
1.4.1 管道測(cè)量的關(guān)鍵問(wèn)題分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
1.4.2 管道測(cè)量的發(fā)展趨勢(shì) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.5 本書(shū)內(nèi)容安排. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
小結(jié) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
第 2 章 視覺(jué)測(cè)量典型圖像特征提取 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.1 引言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2 邊緣特征提取算法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.2.1 Canny 邊緣檢測(cè)算法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2.2 基于局部區(qū)域效應(yīng)的亞像素邊緣檢測(cè)算法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.3 圓點(diǎn)特征提取算法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.3.1 重心法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.3.2 橢圓擬合法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.3.3 EDCircles 圓/橢圓檢測(cè)算法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.3.4 具有偏心矯正的圓點(diǎn)特征檢測(cè)算法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 25
2.4 角點(diǎn)特征提取算法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.4.1 Harris 角點(diǎn)提取算法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.4.2 X 型角點(diǎn)提取算法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.5 光條特征提取 Steger 算法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
2.6 基于語(yǔ)義分割的光條區(qū)域定位技術(shù) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.6.1 語(yǔ)義分割網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.6.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
小結(jié) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
第 3 章 管道機(jī)器人設(shè)計(jì) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.1 引言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.2 管道機(jī)器人的功能與設(shè)計(jì)要求. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.3 管道機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.3.1 驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.3.2 變徑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.3.3 搭載平臺(tái)設(shè)計(jì) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.3.4 管道機(jī)器人整體建模 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.4 管道機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)特性與仿真分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.4.1 管道機(jī)器人的變徑結(jié)構(gòu)仿真. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50
3.4.2 彈簧預(yù)緊力的仿真 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.4.3 受力部件的變形仿真與材料確定. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53
3.4.4 基于靜力學(xué)仿真的零部件變形分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.4.5 管道機(jī)器人硬件電路設(shè)計(jì). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57
3.4.6 采集電路設(shè)計(jì) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.5 管道機(jī)器人軟件設(shè)計(jì) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.5.1 控制部分軟件設(shè)計(jì) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
3.5.2 信號(hào)采集軟件設(shè)計(jì) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.5.3 圖像采集軟件設(shè)計(jì) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
3.5.4 測(cè)距部分軟件設(shè)計(jì) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
3.5.5 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 70
3.6 管道機(jī)器人原理樣機(jī)與實(shí)驗(yàn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3.6.1 原理樣機(jī)裝配 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
3.6.2 原理樣機(jī)實(shí)驗(yàn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 72
小結(jié) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
第 4 章 圓錐鏡全景成像系統(tǒng)及投影模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.1 引言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.2 圓錐鏡全景成像系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75
4.2.1 圓錐鏡全景成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75
4.2.2 圓錐鏡全景成像系統(tǒng)視場(chǎng)分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76
4.2.3 圓錐鏡全景成像系統(tǒng)景深分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
4.2.4 圓錐鏡全景成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與參數(shù)分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
4.3 圓錐鏡全景成像系統(tǒng)投影模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
4.3.1 正向投影模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
4.3.2 逆向投影模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
4.4 成像系統(tǒng)誤差修正模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85
4.4.1 雙向投影模型修正 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
4.4.2 基于投影圓的圖像偏移量計(jì)算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .86
4.4.3 圓錐鏡投影模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
4.4.4 系統(tǒng)投影模型仿真實(shí)驗(yàn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
4.5 全景圖像展開(kāi). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
4.5.1 理論推導(dǎo) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
4.5.2 仿真分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
4.6 基于改進(jìn) YOLOv8 的缺陷檢測(cè)網(wǎng)絡(luò) . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
4.6.1 缺陷檢測(cè)網(wǎng)絡(luò) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
4.6.2 改進(jìn) YOLOv8s 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
4.7 管道內(nèi)表面成像裝置及實(shí)驗(yàn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
4.7.1 圓錐鏡全景成像系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99
4.7.2 圖像偏移量獲取 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
4.7.3 結(jié)構(gòu)參數(shù) hc 的獲取 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
4.7.4 柱面全景圖像分辨率的確定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
4.7.5 全景圖像展開(kāi) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
4.7.6 圖像展開(kāi)精度評(píng)定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
4.7.7 管道內(nèi)表面缺陷檢測(cè)實(shí)驗(yàn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
小結(jié) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
第 5 章 單相機(jī)鏡像雙目視覺(jué)傳感器. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
5.1 引言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 106
5.2 單相機(jī)鏡像雙目視覺(jué)傳感器的基本原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .107
5.3 鏡像雙目視覺(jué)傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
5.4 攝像機(jī)的數(shù)學(xué)模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
5.4.1 攝像機(jī)的成像模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
5.4.2 攝像機(jī)鏡頭的畸變模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
5.5 用于視覺(jué)測(cè)量的攝像機(jī)標(biāo)定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
5.5.1 基于二維靶標(biāo)標(biāo)定的主要步驟. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .111
5.5.2 攝像機(jī)標(biāo)定精度評(píng)價(jià) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
5.5.3 基于復(fù)合型平面靶標(biāo)的攝像機(jī)標(biāo)定. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113
5.5.4 復(fù)合型平面靶標(biāo)工作原理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
5.5.5 基于復(fù)合型平面靶標(biāo)的圖像特征提取及攝像機(jī)標(biāo)定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
5.6 兩虛擬相機(jī)鏡像雙目測(cè)量模型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5.7 鏡像雙目基本結(jié)構(gòu)及極線幾何. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
5.7.1 鏡像雙目基本結(jié)構(gòu) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
5.7.2 極線幾何和基本矩陣 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
5.8 單相機(jī)鏡像雙目測(cè)量模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
5.9 單相機(jī)鏡像雙目的一體化標(biāo)定. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
小結(jié) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
第 6 章 多鏡像雙目傳感器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
6.1 引言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
6.2 多傳感器管道內(nèi)表面視覺(jué)測(cè)量總體方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .128
6.3 多鏡像雙目傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
6.3.1 傳感器單元結(jié)構(gòu)模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
6.3.2 傳感器單元測(cè)量精度分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
6.3.3 多視覺(jué)傳感器徑向布局視場(chǎng)仿真. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .138
6.3.4 多視覺(jué)傳感器軸向布局視場(chǎng)仿真. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .143
6.3.5 多傳感器管道內(nèi)表面測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .148
6.4 多傳感器管道測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
6.4.1 多傳感器全局測(cè)量模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
6.4.2 基于間接轉(zhuǎn)換的多傳感器全局標(biāo)定流程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
6.4.3 多傳感器測(cè)量系統(tǒng)標(biāo)定實(shí)驗(yàn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
6.5 管道內(nèi)表面鏡像雙目結(jié)構(gòu)光測(cè)量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
6.5.1 鏡像雙目結(jié)構(gòu)光對(duì)極幾何 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
6.5.2 鏡像雙目視覺(jué)三維重構(gòu)模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
6.5.3 結(jié)構(gòu)光特征提取與匹配 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
6.5.4 管道內(nèi)表面三維重構(gòu)實(shí)驗(yàn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
小結(jié) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 169
第 7 章 曲面鏡折反射全向陣列點(diǎn)結(jié)構(gòu)光傳感器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
7.1 引言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
7.2 全向陣列點(diǎn)結(jié)構(gòu)光傳感器設(shè)計(jì). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
7.2.1 傳感器原理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
7.2.2 高分辨率圖像采集 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
7.2.3 傳感器結(jié)構(gòu) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
7.2.4 曲面鏡折反射傳感器精度評(píng)估. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .177
7.3 傳感器測(cè)量模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
7.3.1 傳感器數(shù)學(xué)模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
7.3.2 曲面鏡畸變校正 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
7.3.3 全局測(cè)量坐標(biāo)統(tǒng)一模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
7.3.4 全向傳感器及全局測(cè)量坐標(biāo)統(tǒng)一參數(shù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .190
7.4 全向傳感器標(biāo)定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 190
7.4.1 局部小平面映射標(biāo)定方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
7.4.2 曲面鏡位姿標(biāo)定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
7.4.3 點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)光標(biāo)定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
7.5 全局測(cè)量坐標(biāo)統(tǒng)一方法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .199
7.5.1 定位激光器標(biāo)定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
7.5.2 傳感器在全局坐標(biāo)系下的 6-DOF 位姿參數(shù)獲取 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 201
7.6 全向傳感器標(biāo)定及全局坐標(biāo)統(tǒng)一的整體流程 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
7.7 管道內(nèi)表面視覺(jué)測(cè)量. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
7.7.1 管道內(nèi)表面視覺(jué)測(cè)量難點(diǎn)分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .204
7.7.2 測(cè)量系統(tǒng)的功能模塊 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
7.7.3 管道內(nèi)表面三維測(cè)量實(shí)驗(yàn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
小結(jié) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 210
參考文獻(xiàn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211