单目相机的三维结构形变测量新方法

本文主要探讨了"三维结构形变的单目像机测量方法"这一主题，针对大型结构形变检测中的挑战，如双目测量系统的复杂性、成本高以及特征点匹配度问题，以及单目测量系统在获取深度信息方面的局限。作者提出了一种创新的解决方案，即利用平面反射镜来简化单目相机的三维测量过程。 首先，研究者基于平面反射镜的光学反射原理构建了一个单目三维测量模型，通过这一原理，可以利用单目相机捕捉到物体表面的反射信息，间接获取其形状信息。这种模型相较于传统的双目系统，简化了硬件配置，降低了系统成本。 其次，作者深入分析了单目相机与平面镜之间的内在参数关系，推导出了单目像机视图下的极线约束条件。极线在单目视觉中扮演着关键角色，它们在图像中对应于物体的边缘，这些约束关系对于后续的三维重建至关重要。 接下来，论文的核心部分是将这些极线约束应用于基于改进光束法平差（Levenberg-Marquardt algorithm-based Bundle Adjustment, LMBA）的优化过程中。通过将这些约束条件作为输入，能够有效地提升三维目标点位置的精确度，从而实现对大型结构形变的准确测量。 最后，仿真实验和实际测量实验的结果验证了这种方法的有效性和实用性。无论是理论分析还是实证数据，都显示出单目像机测量方法在大型结构形变测量领域的显著优势，具备很高的工程应用价值。这为低成本、高精度的结构形变监测提供了一种新的可能，对于工业检测、建筑监控等领域具有重要意义。 关键词：单目测量、极线约束、光束法平差、形变测量。该研究不仅拓展了单目相机在结构形变测量的应用领域，也为相关技术的发展提供了新的思考角度。