视觉引导激光跟踪测量系统的Cayley变换校准方法

摘要：

对于一台激光跟踪仪对多个测量点进行测量的问题，提出了一种视觉引导激光跟踪测量方法。摄像机固定于激光跟踪仪顶部，随之旋转对测量范围内激光跟踪仪反射器进行定位，引导激光跟踪仪激光投射到反射器上。标定摄像机与激光跟踪仪相对姿态，用平面圆孔靶标。激光跟踪仪和摄像机同时测量圆孔靶标，将两个坐标系下对应三维点数组进行均值化处理，变为两个坐标系下对应的向量组，向量组之间的转换关系，即激光跟踪仪与摄像机之间的旋转矩阵。再根据两坐标系下对应的任一点的三维坐标，求解两坐标系的平移矢量。此标定算法把对两个坐标系之间的旋转矩阵的求解，通过Cayley变换，转换为对与转换矩阵相对应的三维向量的求解，求解过程简单稳定。实验结果表明，靶标摆放50次，测量误差小于1 mm。把校准结果应用到实际测量中，激光跟踪仪可快速准确地将激光束投射到反射球中。此方法操作简单，稳定性强，具有很高的实用价值。

关键词：视觉导引、激光跟踪仪、Cayley变换、校准

所属期刊栏目：45

分类号：TP391.41(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家自然科学基金61340054；北京市自然科学基金3142012

在线出版日期：2016-07-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共1页

页码：0517001-1-0517001-6