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系統識別號 U0002-0107200914264500
中文論文名稱 以影像為基礎之物件定位量測系統之研究
英文論文名稱 Vision-based object locating and measuring system development
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 資訊工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Computer Science and Information Engineering
學年度 97
學期 2
出版年 98
研究生中文姓名 張仕明
研究生英文姓名 Shih-Ming Chang
學號 696410199
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2009-06-12
論文頁數 93頁
口試委員 指導教授-葛煥昭
委員-葛煥昭
委員-許輝煌
委員-鄧有光
中文關鍵字 距離量測  新的量測系統  深度評估 
英文關鍵字 distance measurement  innovative measuring system  depth estimation 
學科別分類 學科別應用科學資訊工程
中文摘要 在傳統的測量技術中,視覺差異方法經常用在測量相機與物件表面之間的距離上面。但是為了減少傳統測量技術的計算的複雜性與誤差,本論文提出了一個新的以視覺影像為基礎的測量距離的方法。在本論文所提出的的方法中使用了兩個平行的雷射的理論方式來測量相機到物件表面之間的距離,並且利用相同的技術來測量出背景的偏移角度以及物件在不同距離的實際面積。在實驗結果的部分裡本論文呈現了利用兩個平行雷射投影在不同距離以及背景的偏移角度與測量物件面積的準確的測量結果。
英文摘要 Traditionally, the parallax method is frequently used to measure the distance between the camera and the target surface. But in order to diminishing the computational complexity and inaccuracy of traditional methods, a novel vision-based method of distance measurement is proposed in this paper. The proposed methodology is using two parallel laser beams project to the measured surface for computing the distance and the theory of distance calculation also can be used to measure the distance between camera and object in digital video. The experimental results showed the proposed method provided precise measuring results in several different distances.
論文目次 第1章 緒論 1
1.1 論文組織與架構 3
第2章 基礎理論 4
2.1 國內外相關研究 4
2.2 Color Model 色彩模型 8
2.2.1 RGB color space 8
2.2.2 YCbCr、YUV、YIQ color space 9
2.2.3 HSI color space 12
2.3 數位相機成像原理 13
2.4 多項式內插法 14
2.5 二值化影像(Binary Image)轉換 16
2.6 校正(Calibration) 17
第3章 系統架構 18
3.1 The Development of Image-based Distance and Angle Measurement System 20
3.2 The Development of Image-based Area and Distance Measurement System 34
3.3 系統演算法與步驟 43
3.3.1 Algorithm of the Distance and Angle Measurement 44
3.3.2 Algorithm of the Area and Distance Measurement 50
3.4 實驗結果 55
3.4.1 距離與角度測量結果 55
3.4.2 實際面積測量結果 62
第4章 系統實作 67
4.1 開發平台 67
4.2 系統介面 71
4.3 系統簡介 73
4.3.1 程式系統架構 73
4.3.2 編輯元件介紹 77
第5章 結論與未來展望 85
5.1 結論 85
5.2 未來展望 86
參考文獻 87
附錄:英文論文 89

圖目錄
圖 1、影像上的距離測量 4
圖 2、利用簡單的三角函數方法來推算出物件到CCD之間的距離 6
圖 3、RGB色彩示意圖 9
圖 4、YUV色彩空間 10
圖 5、YIQ的色彩空間 11
圖 6、YCbCr色彩空間圖 12
圖 7、成像示意圖 14
圖 8、Distance and Angle Measurement System系統流程 20
圖 9、拍攝特性與實際拍攝的影像圖片 22
圖 10、HSI的色彩空間 24
圖 11、影像圖片中雷射點的特性與找到的結果 25
圖 12、拍攝架構原理圖 27
圖 13、物件背景移動方向與偏移角度圖 29
圖 14、實際拍攝的圖片 30
圖 15、推算物件背景的移動方向與偏移角度的理論圖 32
圖 16、Distance and Angle Measurement System系統流程 35
圖 17、拍攝物件的影像圖片結果 36
圖 18、原圖與二值化的結果 37
圖 19、面積量測拍攝的架構原理 38
圖 20、不同距離的二值化結果 39
圖 21、Distance and Angle Measurement系統演算法流程圖。 45
圖 22、Distance and Angle Measurement系統演算法。 45
圖 23、Laser Detection系統演算法流程圖。 47
圖 24、Laser Detection系統演算法。 47
圖 25、Angle Measurement系統演算法流程圖。 48
圖 26、Angle Formula系統演算法流程圖。 49
圖 27、Angle Measurement系統演算法。 49
圖 28、Area and Distance Measurement System系統演算法流程圖。 51
圖 29、Area and Distance Measurement System系統演算法。 51
圖 30、Binary Transform系統演算法流程圖。 52
圖 31、Binary Transform系統演算法。 53
圖 32、Object Area Measurement in Image系統演算法流程圖。54
圖 33、Object Area Measurement in Image系統演算法。 54
圖 34、距離測量實驗誤差率。 58
圖 35、角度測聊實驗誤差率(室內)。 62
圖 36、角度測聊實驗誤差率(戶外)。 62
圖 37、面積測量誤差圖。 66
圖 38、Borland C++ Builder 6.0介面圖。 68
圖 39、Borland C++ Builder 6.0元件選取區。 69
圖 40、元件編輯區 70
圖 41、Borland C++ Builder 6.0程式撰寫區。 70
圖 42、測量距離系統介面圖。 71
圖 43、測量角度系統介面圖。 72
圖 44、參數設定。 72
圖 45、FileListBox。 73
圖 46、距離測量系統介面。 74
圖 47、面積測量系統介面。 74
圖 48、實際的距離測量介面。 75
圖 49、實際的面積測量介面。 75
圖 50、MainMenu元件 79
圖 51、Chart元件 82


表目錄
表 1、距離測量實驗數據 56
表 2、角度測離實驗數據(室內) 59
表 3、角度測離實驗數據(戶外) 60
表 4、物件測量距離測量數據 63
表 5、不同距離實際面積測量數據 64


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