[01214676]智能三坐标测量机视觉系统的标定技术开发研究

研究能与CAD、CAM等集成的基于知识的智能三坐标测量机已成为目前国内外测量领域中的一大热点，并受到了各个国家的高度重视。该项目针对三坐标测量机智能化进程中的视觉系统标定这一关键问题，在现有三坐标测量机的基础上，组建了智能三坐标测量机的视觉系统；设计引入测头坐标系巧妙构建了智能三坐标测量机视觉系统标定坐标系；在智能三坐标测量机视觉系统标定中坐标系合理构建的基础上，推导出了基于三坐标测量机平动的视觉系统标定数学模型，设计了对应的基于Tsai(蔡氏)两步标定法中的非共面摄像机标定算法；采用贪婪遗传算法，实现了图像二值化阈值的自动选取；设计了径向面扫描法，实现了亚像素精度级图像轮廓边缘的提取；提出视觉系统中基于线轮廓度误差评定的圆形和椭圆形控制点光斑图像轮廓识别技术；开发出一套智能三坐标测量机视觉系统标定中图像采集、图像处理和标定特征点像面坐标提取软件和基于三坐标测量机平动的视觉系统参数标定程序；应用该项技术，可实现智能三坐标测量机视觉系统的在线标定。该项标定技术已成功应用于天津大学研制的“零件轮廓仪”，近一年来的实际应用证明该项标定技术完全满足实际测量精度要求。“智能三坐标测量机视觉系统标定技术”的成功开发与应用，实现了智能三坐标测量机视觉系统的在线标定，将会极大地推动三坐标测量机的智能化进程，并能方便地、低成本地进行其它系统摄像机的标定工作，具有很高的科学意义和工程实用价值，应用前景广阔。