基于機(jī)器視覺的面內(nèi)轉(zhuǎn)角測量方法的研究.pdf

1、本文通過研究國內(nèi)外現(xiàn)有典型的面內(nèi)轉(zhuǎn)角測量技術(shù)方案，總結(jié)出各類測量方案的缺陷和不足，提出一種新的基于機(jī)器視覺的面內(nèi)轉(zhuǎn)角測量的高精度測量方法。采用光學(xué)成像鏡頭、面陣CCD攝相機(jī)和帶發(fā)光點(diǎn)陣的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)陣平面靶組成一套基于視覺的面內(nèi)轉(zhuǎn)角測量系統(tǒng)。
　　將標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)陣平面靶牢固的安裝在待測轉(zhuǎn)動(dòng)部件的端面上，面陣CCD攝像機(jī)安裝在距離標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)陣平面靶一定距離的位置，通過面陣CCD攝像機(jī)測量標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)陣平面靶的視覺圖像，通過灰度重心法對(duì)圖像進(jìn)行處理，得到對(duì)

2、應(yīng)的各個(gè)靶點(diǎn)灰度圖像的中心坐標(biāo)。在面內(nèi)轉(zhuǎn)角測量的初始位置，通過四次曲線擬合的方法對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，并建立攝像機(jī)的誤差數(shù)學(xué)模型;當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)陣平面靶隨待測轉(zhuǎn)動(dòng)部件轉(zhuǎn)過一定角度后，通過面陣CCD攝像機(jī)采集一幅標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)陣平面靶的數(shù)字圖像，通過灰度重心法得到特征點(diǎn)像面坐標(biāo)，再通過像面坐標(biāo)與物面坐標(biāo)的映射關(guān)系得到對(duì)應(yīng)特征點(diǎn)的物面坐標(biāo)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)陣平面靶旋轉(zhuǎn)前后平面靶上的各靶點(diǎn)在物平面上的坐標(biāo)變化，并通過特征點(diǎn)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)測量方法檢測點(diǎn)陣旋轉(zhuǎn)的角度。

3、　　通過仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際測量實(shí)驗(yàn)對(duì)面內(nèi)轉(zhuǎn)角進(jìn)行測量實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:此測量方法實(shí)現(xiàn)了面內(nèi)轉(zhuǎn)角的非接觸的高精度測量，面內(nèi)轉(zhuǎn)角測量精度達(dá)到2角秒，并且可以實(shí)現(xiàn)微小角度和大角度的測量。
　　通過對(duì)整個(gè)面內(nèi)轉(zhuǎn)角測量系統(tǒng)進(jìn)行分析，建立了面內(nèi)轉(zhuǎn)角測量系統(tǒng)的誤差數(shù)學(xué)模型，并對(duì)各種系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生原因進(jìn)行詳細(xì)的分析，通過仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)際測量實(shí)驗(yàn)對(duì)各種系統(tǒng)誤差進(jìn)行分析和研究，得出各種系統(tǒng)誤差與面內(nèi)轉(zhuǎn)角測量精度的關(guān)系，并得到對(duì)測量精度影響較大的系統(tǒng)誤差，