基于雙目立體視覺的無線柔性坐標(biāo)測量技術(shù)研究.pdf

1、便攜式視覺坐標(biāo)測量系統(tǒng)是近年來測量領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一,與傳統(tǒng)的三坐標(biāo)測量機(jī)相比,具有重量輕、便攜性好、組建靈活、測量過程簡單、測量空間大等優(yōu)點(diǎn),非常適合于工業(yè)現(xiàn)場測量以及大尺寸測量,可廣泛應(yīng)用于汽車、航空、航天、風(fēng)電等制造行業(yè)。目前,國外在該領(lǐng)域的發(fā)展十分迅速,已經(jīng)有了商用產(chǎn)品,但價格昂貴且核心技術(shù)被壟斷,因此,開展這一領(lǐng)域的研究具有重要意義以及廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本文對以雙目立體視覺為基礎(chǔ)的無線柔性坐標(biāo)測量技術(shù)進(jìn)行了研究,

2、利用兩臺CCD相機(jī)、一臺電腦以及貼有標(biāo)記點(diǎn)的測筆組成測量系統(tǒng),通過手持測筆使其測球接觸待測目標(biāo)點(diǎn),雙CCD相機(jī)監(jiān)控測筆上的標(biāo)記點(diǎn),進(jìn)而通過一系列的圖像處理和三維重建算法解算出測球的三維坐標(biāo),從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)點(diǎn)三維坐標(biāo)的測量。在這一基本方法中,測筆上的測球在測筆坐標(biāo)系中的坐標(biāo)這一結(jié)構(gòu)參數(shù)隨著測針的更換而改變,是影響精度的重要因素。因此,對測筆進(jìn)行標(biāo)定是視覺坐標(biāo)測量中的一個關(guān)鍵問題；另外,由于相機(jī)視場的有限性,對于大尺寸物體,相機(jī)不可能在一個位

3、置上將所有目標(biāo)點(diǎn)測量完畢,因此,拼合測量在視覺坐標(biāo)測量中必不可少。本文著重針對測筆標(biāo)定以及視覺坐標(biāo)測量方法進(jìn)行研究,主要內(nèi)容包括:
　　 1.提出了一種簡單有效的測筆標(biāo)定方法。該方法只需要將測筆的測球放入一個圓錐孔內(nèi),然后轉(zhuǎn)動測筆,并用雙目立體系統(tǒng)對多個不同轉(zhuǎn)動位置上的測筆進(jìn)行拍攝,算法利用不同轉(zhuǎn)動位置處,測球球心不變的約束條件,自動確定出測筆上各標(biāo)記點(diǎn)以及測球球心在測筆坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。
　　 2.討論了雙目立體相機(jī)與被

4、測對象相對位置不變的單站式測量的原理和方法,同時為了克服相機(jī)視場的有限性,通過粘貼拼合標(biāo)記點(diǎn)的方式,實(shí)現(xiàn)了相機(jī)在多個位置上的拼合測量,借助于拼合標(biāo)記點(diǎn),亦可將本系統(tǒng)與三維曲面測量系統(tǒng)相配合,進(jìn)行復(fù)雜曲線、曲面綜合測量。
　　 3.對直線、平面、空間圓、球面、圓柱等基本幾何元素的擬合問題進(jìn)行了研究,并在研發(fā)的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了擬合算法,從而使視覺坐標(biāo)測量系統(tǒng)具備了基本形位特征測量的功能。
　　 本文在自主知識產(chǎn)權(quán)的雙目立體測量系