光筆式雙攝像機(jī)三維坐標(biāo)視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)研究.pdf

1、為了實(shí)現(xiàn)大工件的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，本文設(shè)計(jì)了一種基于光筆式雙攝像機(jī)三維坐標(biāo)視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)的新型光筆，建立了基于雙目立體視覺(jué)的系統(tǒng)模型，并對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行了高精度的標(biāo)定。當(dāng)球形測(cè)頭與物體表面接觸時(shí)，首先兩攝像機(jī)分別獲取光筆上8個(gè)發(fā)光點(diǎn)的圖像，利用質(zhì)心法提取它們的中心坐標(biāo)并對(duì)兩幅圖像上的8個(gè)發(fā)光點(diǎn)進(jìn)行匹配，然后將它們的中心坐標(biāo)代入攝像機(jī)模型計(jì)算出8個(gè)發(fā)光點(diǎn)在右攝像機(jī)下的三維坐標(biāo)，最后通過(guò)建立8個(gè)共面發(fā)光點(diǎn)所在的平面坐標(biāo)系與右攝像機(jī)坐標(biāo)系的線性關(guān)系求得測(cè)頭

2、的三維坐標(biāo)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本系統(tǒng)具有較高的測(cè)量精度，滿足大尺寸工件的檢測(cè)需求。本文的研究?jī)?nèi)容主要有以下幾個(gè)方面：
　　 1、設(shè)計(jì)了一種新型光筆，確定光筆上標(biāo)記點(diǎn)的數(shù)量及分布規(guī)律：根據(jù)標(biāo)記點(diǎn)數(shù)量的多少會(huì)影響精度的大小以及是否利于兩幅圖像上標(biāo)記點(diǎn)的匹配給出了合理的光筆結(jié)構(gòu)。
　　 2、利用非共面的徑向排列約束兩步標(biāo)定技術(shù)(Radial Alignment Constraint，RAC)：首先建立畸變分離的攝像機(jī)成像模型并對(duì)鏡

3、頭畸變進(jìn)行校正，然后再完成對(duì)攝像機(jī)其它參數(shù)的標(biāo)定。
　　 3、提取發(fā)光點(diǎn)中心坐標(biāo)。利用灰度質(zhì)心法處理得到的圖像，并在處理時(shí)設(shè)置一閾值排除背景噪聲以提高精度。
　　 4、利用雙目立體匹配原理，結(jié)合左右攝像機(jī)坐標(biāo)系之間的幾何轉(zhuǎn)換關(guān)系，運(yùn)用最小二乘法確定光筆上標(biāo)記點(diǎn)的三維坐標(biāo)。
　　 5、建立攝像機(jī)坐標(biāo)系與光筆平面坐標(biāo)系之間的線性關(guān)系來(lái)確定測(cè)頭的空間三維坐標(biāo)。
　　 本文的創(chuàng)新之處在于設(shè)計(jì)了一種新型的光筆，并提