仪器仪表学报

作者：郝飞，焦云东，孙佳浩，徐鸿蒙，孟超

单位：郝飞,南京工程学院机械工程学院南京211167,feehao2012@163.com,焦云东,南京工程学院机械工程学院南京211167,,孙佳浩,南京工程学院机械工程学院南京211167,,徐鸿蒙,南京工程学院机械工程学院南京211167,,孟超,南京工程学院机械工程学院南京211167,

关键词：正交远心系统;机器视觉测量;大尺寸零件;标定方法;镜像坐标变换

基金：国家自然科学基金项目（52405550）、江苏高校自然科学研究重大项目（23KJA460009）、江苏省研究生科研与实践创新计划项目（SJCX25_1265）资助

针对相对较大尺寸零件机器视觉高精度测量需求，采用单目远心视觉系统测量存在范围小，采用平行远心视觉系统测量则可能存在镜头位置干涉的问题，为此提出了一种正交远心机器视觉测量方法及其系统。首先，建立了正交远心视觉测量系统，阐明了正交远心视觉测量系统的构成原理与工作流程。然后，研究了正交远心视觉测量系统的标定方法，其核心是在单目远心成像模型中引入镜像坐标变换数学模型，以及通过标定件统一无公共视野的两套远心系统的坐标系。接着，研究了正交远心视觉测量系统的关键算法，包括基于多邻接像素梯度的图像质量评价、基于图像梯度信息与坐标线性优化的角点两步定位、亚像素边缘检测、基于骨架提取和深度优先搜索策略的测点自动识别与定位等。最后，分别通过实验研究和建立综合误差模型，验证了所提出系统的测量精度，分析了影响系统测量精度的重要因素。实验结果表明，在0级标准量块测量中绝对误差不超过0.012mm，在玻璃瓶模具瓶口处尺寸测量中最大绝对误差、最小绝对误差以及均方根误差分别为0.035、0.002和0.014mm。所提出的正交远心视觉测量系统其结果具有精确性和一致性，能够实现相对较大尺寸零件的高精度测量。

来源：2025年第9期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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