光筆式雙目立體視覺測量系統(tǒng)關鍵技術研究.pdf

1、光筆式雙目立體視覺測量技術是以視覺檢測為基礎、引入三坐標測量技術中測頭技術的一種新興技術，具有便攜性好、測量精度高及可實現(xiàn)隱藏點測量等優(yōu)點，彌補了傳統(tǒng)測量設備的不足，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中關鍵技術進行研究，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行研究，設計了一種十點式測量光筆。光筆作為光筆式測量系統(tǒng)的關鍵部分，直接影響系統(tǒng)的測量精度。
　　

2、攝像機的準確標定是保證系統(tǒng)測量精度的前提，而標靶圖像特征圓中心位置的提取精度是保證系統(tǒng)標定精度的關鍵技術。在標靶圖像中，特征圓變形為橢圓，在求取特征圓的中心點時，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，實驗證明了算法的穩(wěn)定性和準確性。在對不同的攝像機標定算法進行研究的基礎上，選用基于LENZ非線性畸變模型的攝像機標定技術對攝像機進行標定。
　　系統(tǒng)標定后，需要確定光筆編碼點中心三維坐標及測頭三維坐標。首先提出一種綜

3、合同心圓及輪廓形狀和面積的判別準則，實現(xiàn)編碼點區(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，并提出一種基于骨架線的解碼算法，實現(xiàn)了對編碼點的準確解碼。最后利用雙目立體視覺視差模型求取編碼點中心三維坐標，在解算測頭三維坐標時，利用光筆上十個編碼點中心三維坐標與其初始坐標值之間的聯(lián)系計算出其投影關系，確定測頭三維坐標。
　　實驗表明，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