大视场三维姿态角光学测量系统设计

来源：计算机测量与控制杂志2024年第8期北京时间：

作者：张永胜,刘海珂,赫海涛,张亚军

单位：中国核工业二三建设有限公司

摘要：三维姿态角光学测量通过对物体表面的光学图像处理,实现对物体的角度姿态测量。为提高目标三维姿态角光学检测的准确性,提出基于立体视觉的大视场三维姿态角光学测量系统设计方法。利用双基准平行准直光源与姿态敏感器,通过图像传感器、USB接口芯片等部件实现分割光斑、质心定位等功能。在Linux内核基础上设计信号收集、数据移植、串口通信、姿态角分析4个软件模块,同时引入立体视觉算法探究靶标点和图像像点对应关联,运用视差定理确立空间角度的三维坐标,实现大视场三维姿态角测量。实验结果证明:所建系统姿态角标定误差小、时间同步性强,测量累计时间低于15s,具有较高的测量精度和鲁棒性,为机械设备精密部件尺寸测量提供了一种有效的技术手段。

关键词：立体视觉;三维姿态角;光学测量;系统构建;姿态敏感器;视差定理

基金资助：中核集团全产业链卡脖子攻关项目：《大视场角面阵式高精密光学多相阵空间定位与测量系统研发与应用》CNI23-W-KY-2022-13