計(jì)算機(jī)視覺(jué)圖像精密測(cè)量下的關(guān)鍵技術(shù)

楊丹

摘 要近代測(cè)量使用的方法基本上人工測(cè)量，但人工測(cè)量無(wú)法一次性達(dá)到設(shè)計(jì)要求的精度，就需要進(jìn)行多次的測(cè)量再進(jìn)行手工計(jì)算，求取接近設(shè)計(jì)要求的數(shù)值。這樣做的弊端在于：需要大量的人力且無(wú)法精準(zhǔn)的達(dá)到設(shè)計(jì)要求精度，對(duì)于這種問(wèn)題在現(xiàn)代測(cè)量中出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)視覺(jué)精密測(cè)量，這種方法集快速、精準(zhǔn)、智能等優(yōu)勢(shì)于一體，在測(cè)量中受到了更多的追捧及廣泛的使用。

【關(guān)鍵詞】精密測(cè)量 計(jì)算機(jī)視覺(jué)圖像 關(guān)鍵技術(shù)

在現(xiàn)代城市的建設(shè)中離不開(kāi)測(cè)量的運(yùn)用，對(duì)于測(cè)量而言需要精確的數(shù)值來(lái)表達(dá)建筑物、地形地貌等特征及高度。在以往的測(cè)量中無(wú)法精準(zhǔn)的進(jìn)行計(jì)算及在施工中無(wú)法精準(zhǔn)的達(dá)到設(shè)計(jì)要求。本文就計(jì)算機(jī)視覺(jué)圖像精密測(cè)量進(jìn)行分析，并對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)做以簡(jiǎn)析。

1 概論

1.1 什么是計(jì)算機(jī)視覺(jué)圖像精密測(cè)量

計(jì)算機(jī)視覺(jué)精密測(cè)量從定義上來(lái)講是一種新型的、非接觸性測(cè)量。它是集計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)、圖像處理技術(shù)及測(cè)量技術(shù)于一體的高精度測(cè)量技術(shù)，且將光學(xué)測(cè)量的技術(shù)融入當(dāng)中。這樣讓它具備了快速、精準(zhǔn)、智能等方面的優(yōu)勢(shì)及特性。這種測(cè)量方法在現(xiàn)代測(cè)量中被廣泛使用。

1.2 計(jì)算機(jī)視覺(jué)圖像精密測(cè)量的工作原理

計(jì)算機(jī)視覺(jué)圖像精密測(cè)量的工作原理類似于測(cè)量?jī)x器中的全站儀。它們具有相同的特點(diǎn)及特性，主要還是通過(guò)微電腦進(jìn)行快速的計(jì)算處理得到使用者需要的測(cè)量數(shù)據(jù)。其原理簡(jiǎn)單分為以下幾步：

（1）對(duì)被測(cè)量物體進(jìn)行圖像掃描，在對(duì)圖像進(jìn)行掃描時(shí)需注意外借環(huán)境及光線因素，特別注意光線對(duì)于儀器掃描的影響。

（2）形成比例的原始圖，在對(duì)于物體進(jìn)行掃描后得到與現(xiàn)實(shí)原狀相同的圖像，在個(gè)步驟與相機(jī)的拍照原理幾乎相同。

（3）提取特征，通過(guò)微電子計(jì)算機(jī)對(duì)掃描形成的原始圖進(jìn)行特征的提取，在設(shè)置程序后，儀器會(huì)自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)特征部分的關(guān)鍵提取。

（4）分類整理，對(duì)圖像特征進(jìn)行有效的分類整理，主要對(duì)于操作人員所需求的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分類。

（5）形成數(shù)據(jù)文件，在完成以上四個(gè)步驟后微計(jì)算機(jī)會(huì)對(duì)于整理分類出的特征進(jìn)行數(shù)據(jù)分析存儲(chǔ)。對(duì)于計(jì)算機(jī)視覺(jué)圖像精密測(cè)量的工作原理就進(jìn)行以上分析。

1.3 主要影響

從施工測(cè)量及測(cè)繪角度分析，對(duì)于計(jì)算機(jī)視覺(jué)圖像精密測(cè)量的影響在于環(huán)境的影響。其主要分為地形影響和氣候影響。地形影響對(duì)于計(jì)算機(jī)視覺(jué)圖像精密測(cè)量是有限的，基本對(duì)于計(jì)算機(jī)視覺(jué)圖像精密測(cè)量的影響不是很大，但還是存在一定的影響。主要體現(xiàn)在遮擋物對(duì)于掃描成像的影響，如果掃描成像質(zhì)量較差，會(huì)直接影響到對(duì)于特征物的提取及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。還存在氣候影響，氣候影響的因素主要在于大風(fēng)及光線影響。大風(fēng)對(duì)于掃描儀器的穩(wěn)定性具有一定的考驗(yàn)，如有稍微抖動(dòng)就會(huì)出現(xiàn)誤差不能準(zhǔn)確的進(jìn)行精密測(cè)量。光線的影響在于光照的強(qiáng)度上，主要還是表現(xiàn)在基礎(chǔ)的成像，成像結(jié)果會(huì)直接導(dǎo)致數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2 計(jì)算機(jī)視覺(jué)圖像精密測(cè)量下的關(guān)鍵技術(shù)

計(jì)算機(jī)視覺(jué)圖像精密測(cè)量下的關(guān)鍵技術(shù)主要分為以下幾種：

2.1 自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

在對(duì)計(jì)算機(jī)視覺(jué)圖像精密測(cè)量的原理分析，參照計(jì)算機(jī)視覺(jué)圖像精密測(cè)量的工作原理，對(duì)設(shè)備的質(zhì)量要求很高，計(jì)算機(jī)視覺(jué)圖像精密測(cè)量?jī)x器主要還是通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算處理，如果遇到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)老舊或處理數(shù)據(jù)量較大，會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)系統(tǒng)崩潰，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果無(wú)法進(jìn)行正常的存儲(chǔ)。為了避免這種情況的發(fā)生，需要對(duì)于測(cè)量成果技術(shù)進(jìn)行有效的存儲(chǔ)。將測(cè)量數(shù)據(jù)成果存儲(chǔ)在固定、安全的存儲(chǔ)媒介中，保證數(shù)據(jù)的安全性。如果遇到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)崩潰等無(wú)法正常運(yùn)行的情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)將數(shù)據(jù)進(jìn)行備份存儲(chǔ)，快速還原數(shù)據(jù)。在對(duì)于前期測(cè)量數(shù)據(jù)再次進(jìn)行測(cè)量或多次測(cè)量，系統(tǒng)會(huì)對(duì)于這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一對(duì)比，如果出現(xiàn)多次測(cè)量結(jié)果有所出入，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行提示。這樣就可以避免數(shù)據(jù)存在較大的誤差。

2.2 減小誤差概率

在進(jìn)行計(jì)算機(jī)視覺(jué)圖像精密測(cè)量時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)誤差，而導(dǎo)致這些誤差的原因主要存在于操作人員與機(jī)器系統(tǒng)故障，在進(jìn)行操作前操作員應(yīng)對(duì)于儀器進(jìn)行系統(tǒng)性的檢查，再次使用儀器中的自檢系統(tǒng)，保證儀器的硬件與軟件的正常運(yùn)行，如果硬軟件出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致測(cè)量精度的誤差，從而影響工作的進(jìn)度。人員操作也會(huì)導(dǎo)致誤差，人員操作的誤差在某些方面來(lái)說(shuō)是不可避免的。這主要是對(duì)操作人員工作的熟練程度的一種考驗(yàn)，主要是對(duì)于儀器的架設(shè)及觀測(cè)的方式。減少人員操作中的誤差，就要做好人員的技術(shù)技能培訓(xùn)工作。讓操作人員有過(guò)硬過(guò)強(qiáng)的操作技術(shù)，在這些基礎(chǔ)上再建立完善的體制制度。利用多方面進(jìn)行全面控制誤差。

2.3 方便便攜

在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的今天我們?cè)谏町?dāng)中運(yùn)用到東西逐漸在形狀、外觀上發(fā)生巨大的變大。近年來(lái)，對(duì)于各種儀器設(shè)備的便攜性提出了很高的要求，在計(jì)算機(jī)視覺(jué)圖像精密測(cè)量中對(duì)設(shè)備的外形體積要求、系統(tǒng)要求更為重要，其主要在于人員方便攜帶可在大范圍及野外進(jìn)行測(cè)量，不受環(huán)境等特殊情況的限制。

3 計(jì)算機(jī)視覺(jué)圖像精密測(cè)量發(fā)展趨勢(shì)

目前我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我們對(duì)于精密測(cè)量的要求越來(lái)越來(lái)高，特別是近年我國(guó)科技技術(shù)的快速發(fā)展及需要，很多工程及工業(yè)方面已經(jīng)超出我們所能測(cè)試的范圍。在這樣的前景下，我們對(duì)于計(jì)算機(jī)視覺(jué)圖像精密測(cè)量的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行一個(gè)預(yù)估，其主要發(fā)展趨勢(shì)有以下幾方面：

3.1 測(cè)量精度

在我們?nèi)粘Ｉ钪?，我們常用的長(zhǎng)度單位基本在毫米級(jí)別，但在現(xiàn)在生活中，毫米級(jí)別已經(jīng)不能滿足工業(yè)方面的要求，如航天航空方面。所以提高測(cè)量精度也是計(jì)算機(jī)視覺(jué)圖像精密測(cè)量發(fā)展趨勢(shì)的重要方向，主要在于提高測(cè)量精度，在向微米級(jí)及納米級(jí)別發(fā)展，同時(shí)提高成像圖像方面的分辨率，進(jìn)而達(dá)到我們預(yù)測(cè)的目的。

3.2 圖像技術(shù)

計(jì)算機(jī)的普遍對(duì)于各行各業(yè)的發(fā)展都具有時(shí)代性的意義，在計(jì)算機(jī)視覺(jué)圖像精密測(cè)量中運(yùn)用圖像技術(shù)也是非常重要的，在提高圖像處理技術(shù)做以提高。同時(shí)工程方面遙感測(cè)量的技術(shù)也是對(duì)于精密測(cè)量的一種推廣。

4 結(jié)束語(yǔ)

在科技發(fā)展的現(xiàn)在，測(cè)量是生活中不可缺少的一部分，測(cè)量同時(shí)也影響著我們的衣食住行，在測(cè)量技術(shù)中加入計(jì)算機(jī)視覺(jué)圖像技術(shù)是對(duì)測(cè)量技術(shù)的一種革新。在融入這種技術(shù)后，我相信在未來(lái)的工業(yè)及航天事業(yè)中計(jì)算機(jī)視覺(jué)圖像技術(shù)能發(fā)揮出最大限度的作用，為改變?nèi)藗兊纳钭龀鼋艹龅呢暙I(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]湯劍.周芳芹.楊繼隆.計(jì)算機(jī)視覺(jué)圖像系統(tǒng)的技術(shù)改造[J].機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新周刊，2015，14（18）：33-36.

[2]馬玉真.程殿彬.范文兵，計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用研究[J].濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，18（23）：222-227.

[3]李華.基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)圖像精密測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)分析[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2013（05）：1211-1212.

作者單位

常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇省常州市 213164