[发明专利]一种三维点坐标测量方法及测量装置

权利要求书

1.一种三维点坐标测量方法，该方法是通过测量探头与被测点接触，两台CCD摄像机采集测量探头图像信息，通过配套的计算机软件确定被测点的三维点坐，其特征在于：该方法通过以下步骤实现：

⑴、建立摄像机坐标系，对固定设置的两台CCD摄相机，利用相机自标定算法，解算出摄相机的内部参数和两个摄相机的相对方位，从而建立摄相机坐标系；

⑵、根据双目立体视觉匹配算法计算出测量探头上固定设置的一组标志Pg1-PgN点在摄像机坐标系下实施测量时刻的空间三维坐标，采用光束法平差的原理标定测量探头上固定设置的该组标志点Pg1-PgN在测量探头坐标系下的三维坐标；

⑶、通过一组固定在测量探头上的标志点Pg1-PgN在探头坐标系下的三维坐标和实施测量时刻在摄像机坐标系的三维坐标，可以确定实施测量时刻的测量探头坐标系相对于摄像机坐标系的旋转矩阵R和平移向量T，从而建立实施测量时刻两个坐标系的逻辑关系；

⑷、采用测量探头单点多姿态的标定算法，来标定出测量头前端球形测头的球心点Pg在测量探头坐标系的三维坐标；

⑸、在测量的时候，测量探头前端球形测量头与被测点接触，两台CCD摄像机采集测量探头上不少于3个以上标志点的图像信息，配套的计算机软件重复步骤（3）建立测量时刻的两个坐标系的逻辑关系并利用步骤（4）的标定结果，即可实时获得测量探头前端球形测量头的球心Pg点在摄像机坐标系下的三维坐标，配套的计算机软件在通过测量探头前端球形测量头的球心Pg的三维坐标值确定被测点在摄像机坐标系中的三维坐标，并保存在配套的计算机的数据库中，重复上述测量过程，可以完成对n个测量点的测量。

2.根据权利要求1所述的一种三维点坐标测量方法，其特征在于：步骤⑷测量探头前端球形测量头的球心点Pg三维坐标，是采用将测量探头前端球形测量头的球心为转动点，两台CCD摄像机采集大于2种不同位置姿态下的测量探头的图像，配套的计算机软件即可通过标志点Pg1-PgN的三维坐标值确定测量探头前端球形测量头的球心点Pg 在探头坐标系下的三维坐标值。

3.一种三维点坐标测量装置，包括支架、CCD摄像机、测量探头和配套的计算机和配套软件构成，配套软件是采用权利要求1所述的三维点坐标测量方法实现的，其特征在于：所述的CCD摄像机（1）为两台,并固定在支架（2）上，所述的测量探头（3）包括T形杆（3-1）、球形测量头（3-2）和一组标志点（3-3），球形测量头（3-2）固定在T形杆（3-1）的前端，一组标志点（3-3）呈T形固定在T形杆（3-1）上。

4.根据权利要求3所述的一种三维点坐标测量装置，其特征在于：所述一组标志点（3-3）不少于3个。