微工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)視覺測量與跟蹤方法研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代機(jī)械加工工藝的深入發(fā)展，機(jī)械加工對(duì)象逐漸微型化、精密化，由此發(fā)展起來的微機(jī)械加工技術(shù)為機(jī)械制造開辟了一塊嶄新的領(lǐng)域。微機(jī)械加工廣泛應(yīng)用于航天國防、工業(yè)制造、精密儀器、生物醫(yī)學(xué)等方面，是一個(gè)國家現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。在微機(jī)械加工過程中，需要對(duì)微機(jī)械加工對(duì)象的幾何尺寸進(jìn)行實(shí)時(shí)地檢測與跟蹤，并反饋給運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),從而提高加工精度。但微機(jī)械結(jié)構(gòu)及操作平臺(tái)的承載能力都比較小，傳統(tǒng)的幾何測量傳感器不適用于加工過程的微機(jī)械工件的尺寸

2、檢測，因此，微機(jī)械加工對(duì)象的幾何尺寸檢測只能采用非接觸式測量方法。
　　 本文提出了一種基于機(jī)器視覺的微工作臺(tái)三維運(yùn)動(dòng)姿態(tài)檢測與跟蹤的方法。該方法將微機(jī)械加工平臺(tái)物理形狀抽象為一個(gè)長方體，并選取該長方體上的四個(gè)角點(diǎn)作為特征點(diǎn)，利用雙目視覺測量原理實(shí)現(xiàn)特征點(diǎn)的三維世界坐標(biāo)測量及表征點(diǎn)的動(dòng)態(tài)匹配跟蹤，同時(shí)使用特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)變化表征微工作臺(tái)的位姿變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)微工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)實(shí)時(shí)、非接觸的快速測量及跟蹤檢測，并且能夠降低微工作臺(tái)三維運(yùn)

3、動(dòng)誤差檢測的復(fù)雜性。
　　 本文的主要研究成果如下：
　　 1.利用針孔成像原理，建立攝像機(jī)成像的投影變換模型，獲取空間點(diǎn)的三維坐標(biāo)值的計(jì)算方法，結(jié)合雙目視覺測量原理建立了微工作臺(tái)三維姿態(tài)測量的算法。
　　 2.利用數(shù)字圖像處理的基本方法，建立了基于特征點(diǎn)匹配的圖像跟蹤算法和基于模板搜索方法的匹配算法，實(shí)現(xiàn)了微工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)位姿的動(dòng)態(tài)檢測和跟蹤。
　　 3.利用攝像機(jī)和三坐標(biāo)測量儀搭建微工作臺(tái)姿態(tài)測量整體系