1、基于視覺測量技術的便攜式坐標測量系統以其攜帶方便、操作簡單、測量范圍大、精度高等優(yōu)點，在大型、重型制造行業(yè)中獲得了越來越廣泛的應用。光筆式視覺測量系統是以光筆作為接觸式輔助測量工具的一種便攜式坐標測量系統。與結構光測量機等一般的視覺測量系統相比，光筆式視覺測量系統具有便攜、使用方便、無線、無臂、柔性高等優(yōu)點，且不存在斷光干擾、具有出色的隱藏點測量能力，適用于對現場測量中光線難以到達的工件內腔曲面、深孔、復雜表面等特征進行測量。為了實現大

2、尺度測量中對結構較為復雜的關鍵部件位置尺寸的測量，在現有研究的基礎上，本文研究開發(fā)了單目與雙目光筆式的視覺測量系統，并解決了實現系統功能的關鍵問題。
　　根據光筆式視覺測量系統的主要組成和測量過程，本文對系統硬件選擇和設計、單攝像機和雙攝像機測量原理、系統視覺測量算法的優(yōu)化與改進等，進行了較為深入的研究。本文所做的創(chuàng)新性工作主要有:首先，利用高精度平面靶實現對攝像機內外參數的標定，對Zhang方法進行了改進，得到了更為準確的標定結

3、果;其次，研制了一種標志點相對坐標未知的反光式光筆，光筆上面標志點之間的相對幾何位置、標志點與測針的位置關系都沒有嚴格要求。標志點的坐標可由系統本身進行精確標定，當標定完成之后，標志點可作為控制點使用，且在之后的使用過程中無需重復標定。第三，考慮到測量目標不同，光筆所使用的測針也將不同，因此需要對測針球頭的中心位置進行定位，根據中心位置不變的原理，本文提出了一種高效的自主定位方法;最后，在光筆測量過程中，需要根據光筆上的標志點的三維坐標

4、與攝像機獲取的二維圖像平面坐標之間的對應關系來解算光筆與攝像機之間的位置關系，并根據此位置關系來確定待測點坐標。在此過程中，為了提高系統測量的精度，使用了基于光束平差法的優(yōu)化方法，可以在不需要準確初值的情況下獲得高精度的計算結果。
　　單目與雙目光筆式視覺測量系統在工作原理上不盡相同，文章對此分別作了介紹，并在實驗部分對兩套系統的測量精度進行了對比。通過對孔板上點陣的測量分析了系統的測量精度，實驗表明，在100mm×120mm的測