文档介绍：计算机视觉测量关键技术研究
重庆大学博士学位论文
学生姓名：董世都
指导教师：杨小帆 教 授
专 业：计算机科学与技术
学科门类：工 学
重庆大学计算机学院
二 O 一一年十月
Study of the Key Techniques of
Computer Vision Measurement
A Thesis Submitted to Chongqing University
in Partial Fulfillment of the Requirement for the
Degree of Doctor of Engineering
By
Shidu Dong
Supervised by Prof. Xiaofan Yang
Major：Computer Science & Technology
College of Computer Science of Chongqing University,
Chongqing, China
October 2011
摘 要
在一些应用中，快速非接触测量物体的温度、数量、大小、距离等数据非常
重要。传统的测量方法需要与被测物体接触，且测量速度慢、劳动强度大，很难
满足这些应用的要求。视觉测量技术是利用摄像机采集图像，通过计算机分析处
理图像获得物体的位置或温度等信息，具有非接触、速度快、高精度和自动化程
度高的特点，在生产、安全，国防及医疗等领域中具有广阔的应用前景。
本文对红外及可见光视觉测量的关键技术进行研究，主要完成了如下工作：
(一) 提出一种红外摄像机内部的红外辐射对成像质量影响的消除方法。该方
法分为三步：1) 采集不同环境温度的两点数据，并利用最小二乘法求出两点数据
随摄像机温度变化的函数。2) 利用这些函数，就可以根据摄像机温度计算其两点
数据。3) 用两点校正法校正采集到的图像。理论分析及实验表明，该方法能在工
作温度范围内消除内部辐射对红外图像的影响。
(二) 提出一种红外摄像机内部的红外辐射对测温精度影响的补偿方法。该方
法分为三步：1) 获取标定数据，并利用最小二乘法求出标定函数。2) 获取补偿
数据，并用曲线拟合求出补偿函数。3）利用标定函数和补偿函数，就可以根据像
素值和摄像机温度计算出任一环境温度下物体的温度。
另外，获得补偿数据很耗时，提出了补偿数据的移植方法。该方法首先计算
母摄像机和与之结构完全相同的子摄像机内部辐射响应率的比值。利用该比值，
就可根据母摄像机的补偿数据计算出子摄像机的补偿数据。实验结果表明，母子
摄像机都能在 2°C 的误差范围内测量物体的温度。
（三）提出一种带三轴加速度传感器的单摄像机绕固定旋转轴转动测量物体
三维坐标的方法。1) 给出了不同位置的摄像机坐标系之间的旋转矩阵和平移向量
与摄像机旋转角度的关系，该旋转