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中北大学学位论文
基于多视角图像的图像测量方法研究
摘要
目前，机器视觉系统大都使用视场角仅有 40°到 50°的常规镜头，只能获取有限
的局部信息而存在较大的视觉盲区，从而限制了视觉系统的应用范围。针对上述问题，
本文将具有大视场以及边缘成像质量高等特点的球面复眼结构引入到图像测量领域，研
究了多视角图像测量系统的设计方案以及基于多视角图像的图像测量方法。
首先，对计算机视觉技术以及图像测量技术的相关理论进行了说明，阐述了相关技
术发展历史、状况以及趋势。通过比较球面复眼与传统曲面复眼的成像性能，在此基础
上设计了一种多视角图像测量系统的设计方案，通过多个摄像头和旋转摄像机两种方法
对该方案进行模拟得到两个基于球面九复眼结构的图像测量系统，并对系统组成的各部
分进行了分析。
其次，模仿昆虫复眼的视觉机理，提出了一种基于球面九复眼的多视角图像测量系
统中的全景图拼接算法，该算法完全自动地实现了对多视角图像序列的无缝拼接，并在
多个方向都增大了视场，弥补了传统宽屏幕全景图的不足。此外，提出了多视角图像测
量算法，在多视角图像匹配以及摄像机的自标定技术的基础上，利用摄像机的内外参数
和多视角图像测量方法完成特征点的空间位置和物体尺寸的快速测量。
最后，使用文中提出的多视角图像测量算法，利用两个基于球面九复眼的多视角图
像测量系统对某栋建筑物进行了图像测量实验，并进行了误差分析。实验表明，两组测
量结果误差都在 2%以内，该方法应用于大视场测量，在速度以及智能化方面都具有优
越性。
关键词：复眼，全景图，图像测量，自标定，图像匹配
中北大学学位论文
The Research on the Method of Image Measurement
Based on Multi-view Image
Abstract
At present, the conventional lens are almost used in many machine vision system, its
viewing angle are limited to forty degrees to fifty degrees, only partial information can be
obtained and large visual field of blind area are existed, thereby limiting the application range
of the visual system. In order to solve this problem，this paper introduced the structure of
spherical compound eye into the field of image measurement, studied the design method of
multi-view image measuring system and the image measurement based on the measuring
system.
Firstly, this paper introduced the relevant technology development history, status and
trends of the computer vision and image measurement technology. Compared imaging
properties of spherical compound eye and traditional surface compound eye, a multi-view
image measurement system was designed, and two image measurement systems based on the
structure of spherical nine compound eye were obtained through multiple cameras and
rotating the camera two methods