仪器仪表学报

作者：关玮童，罗哉，江文松，杨力

单位：关玮童,中国计量大学计量测试与仪器学院杭州310000,180020134@cjlu.edu.cn,罗哉,1.中国计量大学计量测试与仪器学院杭州310000； 2.中国计量大学军事装备原位计量教育部重点实验室 杭州310008,luozai@cjlu.edu.cn,江文松,1.中国计量大学计量测试与仪器学院杭州310000； 2.中国计量大学军事装备原位计量教育部重点实验室 杭州310008,,杨力,中国计量大学信息工程学院杭州310000,

关键词：多相机视觉;三维重建;姿态跟踪;线激光

基金：国家重点研发计划（2022YFF0705704）、国家自然科学基金（52075511，51927811，52475576）项目资助

激光三维测量是现代大型复杂曲面高精度测量技术的重要手段，广泛应用于车辆、船舶、飞行器等领域，尤其是在大场景的数字化成像方面。针对视觉跟踪三维测量精度和范围不能同时兼优的问题，提出了一种基于多目视觉跟踪的三维测量方法。该方法采用多相机联合标定算法建立全局共基准位姿转换模型，实现激光传感器的位姿跟踪；以立体靶标定位精准度最高为优化目标，建立最优视场决策模型；根据立体靶标与线激光传感器之间的结构特征，建立靶标-激光传感器之间的空间几何相对位姿关系；采用几何距离的位姿匹配算法获取线激光传感器的位姿，并结合多相机视场空间完成激光点云数据的拼接，最终实现三维点云成像。为了验证方法的有效性，在1.8m×2.5m×1.5m范围内搭建了四目激光三维测量系统。实验结果表明，该测量方法对立体靶标的平移定位不确定度为0.0543mm，旋转定位不确定度为0.0478°；该方法在距离多目系统0?5、1和2m处的横向测量范围分别为0.93、1.18和1.46m；在使用同焦距相机以达到同等精度的条件下，分别比单目测量范围大0.57、0.7和0.82m；比双目测量范围大0.35、0.46和0.49m。说明基于多目视觉的立体靶标位姿测量方法在精度和测量范围上具有较好的工程优势。

来源：2025年第4期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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