提出了一种新型视觉坐标测量系统———光笔式柔性三坐标视觉测量系统,基于空间坐标变换及共线三点透视成像原理建立了视觉测量系统的非线性测量方程,通过仿真验证了所建立的测量系统模型的正确性,并且分析了影响系统精度的因素。

研究了光笔系统的自标定原理及算法,建立了自标定数学模型,并进行大量的计算机仿真,确定了求解系统自标定最小二乘问题的有效算法。并通过计算机仿真计算分析了光笔上点光源的分布位置对光笔系统测量精度的影响。

提出一种非正交系统(俗称无机械导轨),利用位置敏感探测器PSD交汇成像实现三坐标测量,其测量头为一支带有点光源的笔,故称“光笔式无导轨三坐标测量系统”。文章阐述了该系统的结构设计理论及测量原理。

通过对传统的三坐标测量机进行改进,设计了基于视觉测量的光笔式三坐标测量机。系统包括3部分,即光笔、CCD相机和计算机,在每一部分上都装有无线模块。系统进行数学建模时,采用的是最简单的P3CP式模型。进行数据和控制命令的传输时,采用的是无线模块。无线模块中的主控芯片是nRF24E1,对模块中的接口和存储部分进行了设计,并给出了无线模块的最终电路图。利用3个无线模块将整个系统组成了一个无线网络设计。最后通过试验验证了系统的可行性。

阐述一种全新的无导轨光笔式三坐标测量系统的光笔结构.采用工作冗余方式3/4[G]进行光笔系统冗余设计,使光笔系统具有一个冗余度以实现系统自标定和挡光自恢复.确定了求解系统自标定最小二乘问题的有效算法.点光源坐标误差为±0.1 mm时,光笔系统误差≤0.1 mm.采用不同调制频率光可以识别多个点光源.