远距离三维坐标测量中双目视觉系统结构参数优化.pdf

第 23卷 第 1O期 光学 精密工程 Vo1．23 No．10 2015年 1O月 OpticsandPrecisionEngineering 0ct．2O15 文章编号 1004—924X(2015)10—2902—07 远距离三维坐标测量中双 目视觉系统结构参数的优化 王向军 ，卞越新 ，刘 峰 。，吴凡路 。 (1．天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津300072； 2．天津大学微光机电系统技术教育部重点实验室，天津300072) 摘要 ：针对双 目视觉系统对远距离大视场复杂地形环境下 目标点三维坐标的测量 ，研究了优化系统结构，提高双 目视觉 系统坐标测量精度 的方法 。分析 了系统结构参数对测量精度 的影响，通过在监测区域 内设置靶标对系统进行标定 。测 量时，将获取的 目标点图像信息代入测量模型进行解算，从而获得 目标点的空间三维坐标。仿真分析了系统结构参数中 调平传感器精度 以及系统布局方式对三维坐标测量精度的影响，得 出了其误差影响趋势。在此基础上 ，提 出系统调平传 感器精度为 ±o．1。的要求 以及系统合理的布局方式，为构建双 目视觉测量系统的布局提供参考 。对直径 200rn的区域 进行 了监测 ，结果显示 目标点的相对定位误差均小于 0．33 ，满足系统的精度指标要求 ，同时使得系统现场架设更加方 便快捷 ，避免了盲 目性 。 关 键 词 ：双 目视觉；远距 离测量 ；三维坐标测量；结构参数 ；精度分析 中图分类号：TP391；TP242．6 文献标识码 ：A doi：10．3788／OPE2902 Optimization ofstructuralparametersofbinocular visionsystem inremote3一D coordinatemeasurement WANG Xiang—jun孙 ，BIANYue—xin ，LIU Feng ，WUFan—lu’。 (1．StateKeyLaboratoryofPrecisionMeasuringTechnologyand Instruments，TianjinUniversity，Tianjin300072，China； 2．KeyLaboratoryofMOEMSoftheMinistryofEducation，TianjinUniversity，Tianjin300072，China) *C0rres0 gauthor，E-mail：xdocuxjW(rip．163．com Abstract：Toimprovethemeasurementaccuracyofabinocularvisionsystem fortargetpointsin re— mote3D coordinates，thesystem structurewasoptimized，andahigh precision coordinatemeasure— mentmethodforthebinocularvisionsystem wasgiven．Theinfluenceofsystem structureparameters onthemeasurementaccuracywasanalyzed ，thenthefeaturetargetwasplacedinthemonitoringarea tocalibratetwo cameras．Inmeasurement，theimageinformation ofobtainedfeaturetargetwasin— ducedintothemeasuringmodeltodoacalculationandtoobtainthespace3D coordinate．Theeffects ofthemeasuringaccuracy ofalevelingsensorand thesystem layoutonthe3D coordinatemeasure— mentaccuracywereanalyzedandthe