基于機(jī)器視覺的微平臺(tái)三維運(yùn)動(dòng)位姿測(cè)量方法研究.pdf

1、隨著微/納米技術(shù)的快速發(fā)展，微機(jī)械已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)過程中。由于其具有結(jié)構(gòu)尺寸小、承載能力弱的特點(diǎn)，因此，在測(cè)量過程中不能安裝用于幾何量檢測(cè)的傳感器，只能采用非接觸式的測(cè)量方法。自20世紀(jì)90年代以來，計(jì)算機(jī)視覺測(cè)量技術(shù)已經(jīng)成為非接觸式測(cè)量領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)，常用的測(cè)量方法主要有單目視覺測(cè)量法、雙目視覺測(cè)量法和多目視覺測(cè)量法。基于機(jī)器視覺技術(shù)，可以獲取被測(cè)物體的三維信息，本文提出了一種測(cè)量微平臺(tái)空間位姿的方法，該方法依據(jù)的是單目視

2、覺的測(cè)量原理，同時(shí)結(jié)合各坐標(biāo)系之間的變換關(guān)系，通過計(jì)算得出微平臺(tái)在三維空間的位姿變化。
　　本文研究的對(duì)象微平臺(tái)是一個(gè)具有規(guī)則形狀的矩形平臺(tái)，依據(jù)矩形的幾何性質(zhì)，文中提出了一種新的基于六點(diǎn)法的攝像機(jī)標(biāo)定方法。選取微平臺(tái)上的六個(gè)頂點(diǎn)作為標(biāo)志點(diǎn)，在常用攝像機(jī)標(biāo)定方法的理論基礎(chǔ)上，詳細(xì)闡述了六點(diǎn)法的標(biāo)定原理和標(biāo)定算法的具體推導(dǎo)過程；基于單目視覺的測(cè)量原理，在微平臺(tái)上選取了四個(gè)頂點(diǎn)和一條棱作為特征元素，同時(shí)結(jié)合坐標(biāo)系之間的相互變換關(guān)系，建

3、立世界坐標(biāo)系、攝像機(jī)坐標(biāo)系和圖像坐標(biāo)系之間的映射模型，進(jìn)而求解出微平臺(tái)在三維空間的位姿變化；根據(jù)小孔成像的原理，可以獲取棱長隨其距焦平面距離變化的規(guī)律，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)微平臺(tái)的距離測(cè)量；針對(duì)本文提出的單目視覺測(cè)量微平臺(tái)三維運(yùn)動(dòng)的測(cè)量方法，結(jié)合三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的測(cè)量原理，搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，運(yùn)用圖像處理技術(shù)提取特征點(diǎn)坐標(biāo)，利用單目視覺的測(cè)量原理算出各對(duì)應(yīng)特征點(diǎn)的世界坐標(biāo)，并與用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證該測(cè)量方法的可行性。
　　根據(jù)