基于雙目視覺的光筆測量關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、光筆測量系統(tǒng)具有便攜、柔性高、無遮光干擾等特點，在大型飛機制造業(yè)、汽車制造業(yè)、電力能源設(shè)備制造業(yè)、工程機械制造業(yè)、船舶制造業(yè)等行業(yè)和領(lǐng)域中，光筆測量技術(shù)有著非常大應(yīng)用需求。但光筆測量系統(tǒng)一直被國外壟斷，國內(nèi)對相關(guān)技術(shù)的研究還處于起步階段。因此，對光筆測量關(guān)鍵技術(shù)進行系統(tǒng)研究，有著重要的理論意義和工程實用價值。
　　根據(jù)光筆測量系統(tǒng)的測量原理和硬件構(gòu)成，設(shè)計9點式光筆結(jié)構(gòu)，選擇碳纖維材料作為光筆制作材料。對比分析 LED點光源和回光

2、反射標志點的特性，選擇光筆標志點類型為回光反射編碼標志點，并給出編碼原理。根據(jù)鏡頭和 CCD芯片參數(shù)指標，確定攝像機和鏡頭的類型。根據(jù)攝像機特性，確定圖像采集卡的類型。
　　根據(jù)光筆圖像的特點，對圖像進行濾波、分割處理，提取出光筆標志點的投影橢圓。運用 Canny邊緣提取算子提取出橢圓邊緣坐標，利用加權(quán)最小二乘橢圓擬合法，得到橢圓方程各系數(shù)以及橢圓中心坐標、長短軸等。建立邊緣模型并結(jié)合橢圓目標灰度特性，求解邊緣模型參數(shù)，將橢圓中心

3、坐標修正到亞像素級。根據(jù)橢圓參數(shù)，提取光筆測量圖像中編碼標志區(qū)域。
　　根據(jù)中心投影原理，建立攝像機理想模型，推導(dǎo)圖像中的二維坐標與其對應(yīng)的空間三維坐標之間的對應(yīng)關(guān)系，增加鏡頭徑向畸變和切向畸變模型，對攝像機理想模型進行修正，得到攝像機實際成像模型。設(shè)計標志點為圓形的平面標定模板，給出模板中標志點的自動識別方法。利用基于平面標定模板的攝像機兩步標定法，實現(xiàn)攝像機標定。
　　研究空間三維坐標的計算方法，利用編碼原理實現(xiàn)立體圖像