基于機器視覺的微工作臺運動誤差三點測量方法研究.pdf

1、隨著微／納米技術的發(fā)展，微機械(MEMS)逐漸受到高度重視。微機械由于具有能在狹小空間內(nèi)進行作業(yè)而又不擾亂工作環(huán)境和對象的特點，在航空航天、精密儀器、生物醫(yī)療等領域有廣泛的應用潛力，也成為納米技術研究的重要手段，因而受到各國的重視，被列為21世紀的關鍵技術之一。由于微機械結(jié)構(gòu)及承載能力都很微小，不便于安裝用于幾何量檢測的傳感器，因此，微機械的幾何量檢測只能采用非接觸測量。 本文提出一種全行程檢測六自由度微工作臺三維運動位姿的新方

2、法, 該方法基于機器視覺,優(yōu)勢在于利用單目視覺來實現(xiàn)通常需要雙目才能實現(xiàn)的目標的三維位姿檢測。能夠?qū)ξ⒐ぷ髋_位姿進行在線、非接觸的快速跟蹤檢測，并且大大降低獲得微工作臺三維運動誤差的運算復雜性。 本文的主要研究內(nèi)容如下： 1. 提出基于三點法描述模型和標準球三維空間單目視覺跟蹤方法的微工作臺三維運動誤差檢測方法。給出了實現(xiàn)該系統(tǒng)的整體方案，并分析了可行的技術路線； 2. 距離測量問題是實現(xiàn)單目視覺測量過程中的重要

3、步驟。本文基于三點法的測量方法，利用標準球的成像直徑隨球心距焦平面距離變化的規(guī)律實現(xiàn)了距離的測量，驗證了利用單目視覺獲取深度信息的可行性； 3. 在張氏平面模板標定法的基礎上，完成了攝像機的非線性標定，對已有的計算基本矩陣的方法做了詳細的分析和研究； 4. 針對本文提出的視覺三維測量系統(tǒng)，利用Matlab開發(fā)了一套實驗系統(tǒng)，包括如下模塊：圖像的輸入、邊緣檢測、形心提取、基本矩陣估計以及點的三維重建。實驗結(jié)果表明所設計的基