視覺(jué)跟蹤球面彩色偽隨機(jī)編碼六維測(cè)頭.pdf

1、隨著數(shù)字制造為核心的先進(jìn)制造技術(shù)快速發(fā)展,航空、航天、造船等行業(yè)對(duì)大型裝備的加工及裝配精度提出了更高要求。傳統(tǒng)測(cè)量方式由于受測(cè)量精度或運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌限制,無(wú)法滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)對(duì)高精度、大尺寸整體現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的技術(shù)需求,因此以工業(yè)攝像機(jī)、半導(dǎo)體激光器和電子測(cè)距儀為基礎(chǔ)的無(wú)導(dǎo)軌測(cè)量系統(tǒng)成為研究熱點(diǎn)。其中基于測(cè)頭成像視覺(jué)技術(shù)的便攜式視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)因具有組建靈活、操作簡(jiǎn)單、量程大、精度高、可現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量及測(cè)量不受被測(cè)表面差異影響等優(yōu)點(diǎn),在大尺寸現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中有廣闊的

2、應(yīng)用空間。
　　 本文以三維視覺(jué)測(cè)量技術(shù)為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了一種高精度、便攜、靈活、適應(yīng)性好、可以提供六個(gè)自由度信息的基于球面彩色偽隨機(jī)編碼的測(cè)頭,配合視覺(jué)跟蹤空間6D測(cè)量系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)大空間目標(biāo)的六自由度測(cè)量。涉及研究?jī)?nèi)容及成果有以下幾個(gè)方面:(1)介紹了基于球面?zhèn)坞S機(jī)編碼六自由度測(cè)頭的視覺(jué)跟蹤空間6D測(cè)量系統(tǒng)的工作原理,建立了六維視覺(jué)成像模型和系統(tǒng)空間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,給出了六自由度測(cè)頭實(shí)現(xiàn)空間測(cè)量的方法。(2)完成彩色偽隨機(jī)編碼六自由度

3、測(cè)頭機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和加工,通過(guò)研究偽隨機(jī)陣列生成方式,完成了對(duì)測(cè)頭編碼標(biāo)準(zhǔn)球表面進(jìn)行偽隨機(jī)編碼陣列的布局,實(shí)現(xiàn)了測(cè)頭編碼標(biāo)準(zhǔn)球體表面的特征化。(3)研究了圖像的邊緣提取、橢圓擬合等技術(shù),實(shí)現(xiàn)了測(cè)頭編碼標(biāo)準(zhǔn)球表面特征點(diǎn)的提取及匹配。(4)從理論上分析了影響彩色偽隨機(jī)編碼六自由度測(cè)頭精度的因素,給出誤差合成和修正的方法。(5)利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)測(cè)頭標(biāo)準(zhǔn)球進(jìn)行了精確標(biāo)定,利用標(biāo)定結(jié)果通過(guò)單幅測(cè)頭編碼標(biāo)準(zhǔn)球圖像實(shí)現(xiàn)了對(duì)攝像機(jī)標(biāo)定,同時(shí)通過(guò)激光跟