光筆式雙目立體視覺測量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、光筆式雙目立體視覺測量技術(shù)是以視覺檢測為基礎(chǔ)、引入三坐標(biāo)測量技術(shù)中測頭技術(shù)的一種新興技術(shù)，具有便攜性好、測量精度高及可實(shí)現(xiàn)隱藏點(diǎn)測量等優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)測量設(shè)備的不足，是工件測量的新方法。本文對光筆式雙目立體視覺測量技術(shù)中關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，并搭建了光筆式雙目立體視覺系統(tǒng)。
　　論文首先對光筆式雙目立體視覺測量系統(tǒng)的組成和測量原理進(jìn)行研究，設(shè)計了一種十點(diǎn)式測量光筆。光筆作為光筆式測量系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，直接影響系統(tǒng)的測量精度。
　　

2、攝像機(jī)的準(zhǔn)確標(biāo)定是保證系統(tǒng)測量精度的前提，而標(biāo)靶圖像特征圓中心位置的提取精度是保證系統(tǒng)標(biāo)定精度的關(guān)鍵技術(shù)。在標(biāo)靶圖像中，特征圓變形為橢圓，在求取特征圓的中心點(diǎn)時，本文提出了亞像素邊緣作為擬合輪廓的最小二乘橢圓擬合算法，實(shí)驗(yàn)證明了算法的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。在對不同的攝像機(jī)標(biāo)定算法進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，選用基于LENZ非線性畸變模型的攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù)對攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定。
　　系統(tǒng)標(biāo)定后，需要確定光筆編碼點(diǎn)中心三維坐標(biāo)及測頭三維坐標(biāo)。首先提出一種綜

3、合同心圓及輪廓形狀和面積的判別準(zhǔn)則，實(shí)現(xiàn)編碼點(diǎn)區(qū)域的分割。然后利用亞像素邊緣作為擬合輪廓的最小二乘橢圓擬合算法定位編碼點(diǎn)，并提出一種基于骨架線的解碼算法，實(shí)現(xiàn)了對編碼點(diǎn)的準(zhǔn)確解碼。最后利用雙目立體視覺視差模型求取編碼點(diǎn)中心三維坐標(biāo)，在解算測頭三維坐標(biāo)時，利用光筆上十個編碼點(diǎn)中心三維坐標(biāo)與其初始坐標(biāo)值之間的聯(lián)系計算出其投影關(guān)系，確定測頭三維坐標(biāo)。
　　實(shí)驗(yàn)表明，系統(tǒng)在3m物距范圍內(nèi)測量精度優(yōu)于0.443mm，并分析了影響系統(tǒng)穩(wěn)定性及