构建虚拟立体靶标的大视场高精度视觉标定

为了提高立体视觉系统在大视场下的测量精度,基于误差溯源思想提出了一种构建虚拟立体靶标的大视场高精度视觉系统标定方法,克服了大尺寸高精度标定物难以制造等问题。对影响立体视觉系统测量精度的主要因素进行分析,列出视觉测量系统的误差溯源链,解析了大视场视觉系统精度瓶颈的原因。借助激光跟踪仪,运用非线性最小二乘单位四元数算法求解坐标系刚体变换,获取大范围高精度的空间点阵,构建虚拟靶标。在相机畸变模型中考虑了三阶径向畸变和二阶切向畸变参数,并使用Levenberg-Marquardt迭代算法进行标定参数求解,进一步提高系统精度。实验构建了一套测量空间约为4m×3m×2m的双目立体视觉系统,通过对某型号高精度直线导轨进行点距测量,在测量距离3m处,152组不同长度的横向距离测量的误差算术均值为-0.003mm,误差标准差为0.08mm。测量精度相较于传统的平面标定法有较大提升。     

考虑液压扰动的水下机械手空间转角六点测量方法

提出了一种“空间转角六点测 量方法”,在机械手被测关节上固定六个靶标点,通过立体视觉方法计算出转动起始与结束 两个位置的靶标 三维中心坐标,先进行液压扰动的位姿矫正,再计算该关节的实际转角,并在此基础上开发 了一套完整的 基于多目立体视觉的测量系统。通过模拟测量实验,证明了在测量水下机械手的关节转角时 ,本文提出的“六 点测量方法”可有效消除扰动的影响,其中在计算空间角时所采用的投影法优于单位四元数 算法,其在空间 点测量误差范围为(－2,2)mm的情况下角度测量误差为0. 037。最后通过对某型号水下液压机械手关节转 角范围的现场测试验证了所提出的测量方法的可行性及其精度。