光筆式雙攝像機三維坐標(biāo)視覺測量系統(tǒng)研究.pdf

1、為了實現(xiàn)大工件的現(xiàn)場測量，本文設(shè)計了一種基于光筆式雙攝像機三維坐標(biāo)視覺測量系統(tǒng)的新型光筆，建立了基于雙目立體視覺的系統(tǒng)模型，并對攝像機進(jìn)行了高精度的標(biāo)定。當(dāng)球形測頭與物體表面接觸時，首先兩攝像機分別獲取光筆上8個發(fā)光點的圖像，利用質(zhì)心法提取它們的中心坐標(biāo)并對兩幅圖像上的8個發(fā)光點進(jìn)行匹配，然后將它們的中心坐標(biāo)代入攝像機模型計算出8個發(fā)光點在右攝像機下的三維坐標(biāo)，最后通過建立8個共面發(fā)光點所在的平面坐標(biāo)系與右攝像機坐標(biāo)系的線性關(guān)系求得測頭

2、的三維坐標(biāo)。實驗結(jié)果表明，本系統(tǒng)具有較高的測量精度，滿足大尺寸工件的檢測需求。本文的研究內(nèi)容主要有以下幾個方面：
　　 1、設(shè)計了一種新型光筆，確定光筆上標(biāo)記點的數(shù)量及分布規(guī)律：根據(jù)標(biāo)記點數(shù)量的多少會影響精度的大小以及是否利于兩幅圖像上標(biāo)記點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成像模型并對鏡

3、頭畸變進(jìn)行校正，然后再完成對攝像機其它參數(shù)的標(biāo)定。
　　 3、提取發(fā)光點中心坐標(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)合左右攝像機坐標(biāo)系之間的幾何轉(zhuǎn)換關(guān)系，運用最小二乘法確定光筆上標(biāo)記點的三維坐標(biāo)。
　　 5、建立攝像機坐標(biāo)系與光筆平面坐標(biāo)系之間的線性關(guān)系來確定測頭的空間三維坐標(biāo)。
　　 本文的創(chuàng)新之處在于設(shè)計了一種新型的光筆，并提