視覺跟蹤球面彩色偽隨機編碼六維測頭.pdf

1、隨著數(shù)字制造為核心的先進制造技術快速發(fā)展,航空、航天、造船等行業(yè)對大型裝備的加工及裝配精度提出了更高要求。傳統(tǒng)測量方式由于受測量精度或運動導軌限制,無法滿足現(xiàn)代化生產對高精度、大尺寸整體現(xiàn)場測試的技術需求,因此以工業(yè)攝像機、半導體激光器和電子測距儀為基礎的無導軌測量系統(tǒng)成為研究熱點。其中基于測頭成像視覺技術的便攜式視覺測量系統(tǒng)因具有組建靈活、操作簡單、量程大、精度高、可現(xiàn)場測量及測量不受被測表面差異影響等優(yōu)點,在大尺寸現(xiàn)場測量中有廣闊的

2、應用空間。
　　 本文以三維視覺測量技術為基礎,設計了一種高精度、便攜、靈活、適應性好、可以提供六個自由度信息的基于球面彩色偽隨機編碼的測頭,配合視覺跟蹤空間6D測量系統(tǒng)可以實現(xiàn)大空間目標的六自由度測量。涉及研究內容及成果有以下幾個方面:(1)介紹了基于球面?zhèn)坞S機編碼六自由度測頭的視覺跟蹤空間6D測量系統(tǒng)的工作原理,建立了六維視覺成像模型和系統(tǒng)空間的坐標轉換,給出了六自由度測頭實現(xiàn)空間測量的方法。(2)完成彩色偽隨機編碼六自由度

3、測頭機械結構的設計和加工,通過研究偽隨機陣列生成方式,完成了對測頭編碼標準球表面進行偽隨機編碼陣列的布局,實現(xiàn)了測頭編碼標準球體表面的特征化。(3)研究了圖像的邊緣提取、橢圓擬合等技術,實現(xiàn)了測頭編碼標準球表面特征點的提取及匹配。(4)從理論上分析了影響彩色偽隨機編碼六自由度測頭精度的因素,給出誤差合成和修正的方法。(5)利用三坐標測量機對測頭標準球進行了精確標定,利用標定結果通過單幅測頭編碼標準球圖像實現(xiàn)了對攝像機標定,同時通過激光跟