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摘要
光笔式坐标测量系统是一种基于视觉测量的便携式坐标测量技术。在经典的光笔式坐标测量系统中,其测量范围被限制在相机的视场范围之内。为了克服这种缺陷,本文设计了一种新的光笔式坐标测量系统以实现全空间坐标测量。相机被安装在一个转台而不是三脚架上,因而,相机能够进行旋转从而对光笔的移动进行跟踪。新系统能够被用于大范围的工业现场测量,因此极大地扩展了光笔式坐标测量系统的应用范围。为了保证新设计系统的测量精度,本文还提出了一种对跟踪转台参数进行标定的方法。将光笔放置在固定的位置,并改变转台两个旋转轴的方位角,让相机从不同的视角采集光笔的图像。根据相机和转台基座之间不变的坐标变换关系,可以建立起一个非线性方程组来对跟踪转台的参数进行求解。实验结果表明,新系统在测量距离为10m内的全空间,其坐标测量精度能够达到0.25mm。可以得出,新设计系统能够在不损失太多精度的情况下显著扩大光笔式坐标测量系统的测量范围。
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单位天津大学; 精密测试技术及仪器国家重点实验室
