基于機(jī)器視覺的微平臺三維運動位姿測量方法研究.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，因此，在測量過程中不能安裝用于幾何量檢測的傳感器，只能采用非接觸式的測量方法。自20世紀(jì)90年代以來，計算機(jī)視覺測量技術(shù)已經(jīng)成為非接觸式測量領(lǐng)域中的研究熱點，常用的測量方法主要有單目視覺測量法、雙目視覺測量法和多目視覺測量法?；跈C(jī)器視覺技術(shù)，可以獲取被測物體的三維信息，本文提出了一種測量微平臺空間位姿的方法，該方法依據(jù)的是單目視

2、覺的測量原理，同時結(jié)合各坐標(biāo)系之間的變換關(guān)系，通過計算得出微平臺在三維空間的位姿變化。
　　本文研究的對象微平臺是一個具有規(guī)則形狀的矩形平臺，依據(jù)矩形的幾何性質(zhì)，文中提出了一種新的基于六點法的攝像機(jī)標(biāo)定方法。選取微平臺上的六個頂點作為標(biāo)志點，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；基于單目視覺的測量原理，在微平臺上選取了四個頂點和一條棱作為特征元素，同時結(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)而實現(xiàn)對微平臺的距離測量；針對本文提出的單目視覺測量微平臺三維運動的測量方法，結(jié)合三坐標(biāo)測量儀的測量原理，搭建了實驗平臺，運用圖像處理技術(shù)提取特征點坐標(biāo)，利用單目視覺的測量原理算出各對應(yīng)特征點的世界坐標(biāo)，并與用三坐標(biāo)測量儀測量的實驗結(jié)果進(jìn)行對比，驗證該測量方法的可行性。
　　根據(jù)