視覺跟蹤球面彩色偽隨機(jī)編碼六維測頭.pdf

1、隨著數(shù)字制造為核心的先進(jìn)制造技術(shù)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(yùn)動導(dǎo)軌限制,無法滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)對高精度、大尺寸整體現(xiàn)場測試的技術(shù)需求,因此以工業(yè)攝像機(jī)、半導(dǎo)體激光器和電子測距儀為基礎(chǔ)的無導(dǎo)軌測量系統(tǒng)成為研究熱點(diǎn)。其中基于測頭成像視覺技術(shù)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(diǎn),在大尺寸現(xiàn)場測量中有廣闊的

2、應(yīng)用空間。
　　 本文以三維視覺測量技術(shù)為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了一種高精度、便攜、靈活、適應(yīng)性好、可以提供六個(gè)自由度信息的基于球面彩色偽隨機(jī)編碼的測頭,配合視覺跟蹤空間6D測量系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)大空間目標(biāo)的六自由度測量。涉及研究內(nèi)容及成果有以下幾個(gè)方面:(1)介紹了基于球面?zhèn)坞S機(jī)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(biāo)轉(zhuǎn)換,給出了六自由度測頭實(shí)現(xiàn)空間測量的方法。(2)完成彩色偽隨機(jī)編碼六自由度

3、測頭機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和加工,通過研究偽隨機(jī)陣列生成方式,完成了對測頭編碼標(biāo)準(zhǔn)球表面進(jìn)行偽隨機(jī)編碼陣列的布局,實(shí)現(xiàn)了測頭編碼標(biāo)準(zhǔn)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(shù),實(shí)現(xiàn)了測頭編碼標(biāo)準(zhǔn)球表面特征點(diǎn)的提取及匹配。(4)從理論上分析了影響彩色偽隨機(jī)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(biāo)測量機(jī)對測頭標(biāo)準(zhǔn)球進(jìn)行了精確標(biāo)定,利用標(biāo)定結(jié)果通過單幅測頭編碼標(biāo)準(zhǔn)球圖像實(shí)現(xiàn)了對攝像機(jī)標(biāo)定,同時(shí)通過激光跟