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基于未检校CCD相机的三维测量方法及其在结构变形监测中的应用的中期报告

一、研究背景与意义

随着人们对结构安全性的日益关注，结构变形监测技术越来越重要。其中，三维测量技术的应用越来越广泛，因其可以在不接触结构的情况下实现变形监测，避免了对结构的影响。但是，传统的基于激光扫描仪或多平面物方成像的三维测量方法存在一定的局限性，如成本高、测量精度低等。因此，基于未检校的CCD相机的三维测量方法在目前的研究中受到越来越多的关注。

此外，目前国内外研究成果显示，CCD相机的测量精度可以达到亚毫米级别，因此可以满足许多结构变形监测的需求。但是，基于未检校的CCD相机的三维测量方法在应用中仍存在许多问题，如相机标定难度大、求解速度慢等。

因此，本研究旨在研究基于未检校的CCD相机的三维测量方法及其在结构变形监测中的应用，以期为实际工程应用提供技术支持。

二、研究内容

1.基于未检校的CCD相机的三维测量原理研究。

2.基于单目和双目未检校CCD相机的三维重建算法研究。

3.基于三维重建的结构变形监测方法研究。

4.实验验证及性能分析。

三、研究进展

目前，已完成对基于未检校CCD相机的三维测量原理和单目未检校CCD相机的三维重建算法的研究。主要工作包括：

1.基于未检校的CCD相机的三维测量原理研究

在研究中，我们发现未检校的CCD相机可以利用图像的几何信息和相机外参矩阵进行三维重建。根据前方交会方法，可以通过已知的三维物体点、相机内参矩阵和相机外参矩阵计算出像素坐标，从而实现三维测量。

2.基于单目未检校CCD相机的三维重建算法研究

我们利用单目CCD相机进行图像采集，并对图像进行处理得到三维信息。在算法中，我们首先通过SIFT算法进行特征提取，然后通过三角测量重建出三维模型。同时，我们还研究了视差计算和深度图估计方法，并将其应用于三维重建中。

四、下一步工作

1.基于双目未检校CCD相机的三维重建算法研究

我们将继续研究基于双目未检校CCD相机的三维重建算法，通过对CCD相机的标定来获得相机内参和外参信息，以提高三维重建的精度和效率。

2.基于三维重建的结构变形监测方法研究

我们将进一步探索基于三维重建的结构变形监测方法，并开展对实际工程样本进行验证。

3.实验验证及性能分析

我们将对研究成果进行实验验证，并对其性能进行分析，以评估其在实际工程中的应用价值。

五、总结

本中期报告主要介绍了基于未检校的CCD相机的三维测量方法及其在结构变形监测中的应用的研究进展。我们已完成了对单目未检校CCD相机的三维重建算法的研究，并将继续研究基于双目未检校CCD相机的三维重建算法，并探索基于三维重建的结构变形监测方法。未来，我们将在实验验证和性能分析的基础上，进一步完善研究内容，为实际工程应用提供技术支持。