光筆式便攜三坐標測量系統(tǒng)測頭標定及相關技術研究.pdf

1、光筆式三坐標測量系統(tǒng)基于視覺測量技術，具有重量輕、便攜性好、組建靈活、操作簡單、精度適中、測量不受被測物體表面差異影響等優(yōu)點，代表著坐標測量技術的一個重要發(fā)展方向，具有廣闊的應用背景。本課題組于2000年開始這項研究，取得了一系列成果。由于現(xiàn)場測量往往需要對光筆測頭進行標定，圍繞光筆測頭的標定及相關技術，本論文做了如下工作：
　　 1、介紹了當前便攜式三維坐標測量技術特別是其中的手持探頭式便攜坐標測量技術；
　　 2、從

2、PNP問題的解的角度說明了光筆設計的正確性；
　　 3、通過對圖像中測量背景對光筆控制點識別和處理造成干擾的部分進行屏蔽，使得在復雜背景下提取光筆區(qū)域成為可能，提高了控制點邊緣和中心的定位精度；
　　 4、創(chuàng)造性地提出采用兩種模式進行控制點中心定位。一種是經(jīng)Canny邊緣檢測獲得控制點邊緣后，對邊緣進行最小二乘橢圓擬合，用橢圓中心近似控制點中心，適用于近距離測量；另一種是對控制點中心初步定位后用改進的高斯曲面擬合法獲得亞

3、像素級的曲面極值點，適用于較遠距離的測量。并給出了兩種模式的控制點中心定位重復性精度。
　　 5、建立了測頭中心在光筆坐標系中的坐標值的估算模型。利用一個標準錐，即可實現(xiàn)光筆測頭的現(xiàn)場標定。實驗證明利用標定所得測頭數(shù)據(jù)進行測量，亦可達到使用測頭中心精密位置數(shù)據(jù)時的測量精度。
　　 6、光筆式便攜三坐標測量系統(tǒng)的測量精度與Brown-Sharp精密三坐標測量機的精度比對實驗證明了前者測量的正確性。1.5m距離測量和4m距離