[发明专利]一种三维点坐标测量方法及测量装置

摘要

一种三维点坐标测量方法及测量装置，解决系统的柔性和测量速度，满足现场测量和不易测量点的测量和降低制造成本的问题，方法的方案是，建立摄像机坐标系，标定出测量探头固定标志点的在光笔坐标系的三维坐标，计算出测量探头上一组固定标志点在摄像机坐标系坐标系下实施测量时刻的空间三维坐标和测量探头坐标系下的三维坐标，建立实施测量时刻两个坐标系的逻辑关系，标定球形测头的球心点在测量探头坐标系的三维坐标，利用前述结果，在测量时刻测算出测量探头前端球形测量头与被测点接触获测量点的坐标。测量装置，包括支架、摄像机、测量探头和配套的计算机和配套软件构成，摄像机为两台,固定在支架上，球形测量头固定在T形杆的前端，一组标志点呈T形固定在T形杆上。其优点是，柔性好和测量速度快，可实施不易测量点的测量和成本低。

主权项

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。