快速、高精度地获取大型物体的三维形位数据是现代机械工业和测量行业发展中的一个重要研究方向,利用计算机视觉的无导轨坐标测量技术则是其中的一个热点。而国内现有的无导轨测量技术普遍存在测量范围小、应用目标单一等缺点,测量的大范围和高精度是一对很难同时解决的矛盾。大量视觉成像方面的调查研究,结合无导轨坐标测量技术,得出一个坐标测量思路——从成像目标入手,研究特殊的测量体系,通过获取目标的局部信息,利用图像处理,得到被测点的坐标。文章提出了一种基于编码型测杆的空间无导轨坐标测量的新方法,测量系统主要由编码测杆、视觉传感器和计算机组成。测量时只需要部分条码图像进入传感器视场,即可通过图像处理及数据分析,得到编码测杆的空间姿态,计算出被测点的坐标。测量不依赖于被测物体表面的光特性,利用编码测杆的全息特点扩大了测量范围且不损失图像测量的分辨率。课题主要从以下几个方面展开研究并完成了如下工作:(1)研究无导轨坐标测量技术,提出基于编码型测杆的空间无导轨坐标测量新思路;(2)提出共线方程法和成像放大率法两种测量方案,建立测量数学模型,完成仿真测量实验,选择成像放大率法作为系统最终的建模方案;(3)编写测量实现软件,获取测量方程中的未知参数,计算出被测点的三维坐标,理论上实现了物体表面点的三维坐标测量;(4)搭建二维坐标测量实验硬件系统,完成重复性和原理性坐标测量实验,实验数据表明测量模型可靠,测量重复性精度较高;(5)分析测量误差来源,提出相应的改善措施,为今后的三维坐标测量实验奠定了理论及实验基础。课题研究编码测杆成像三维坐标测量的原理,提出基于编码型测杆的空间无导轨坐标测量方法,克服了现有无导轨坐标测量范围小的局限性,解决了视觉传感器高分辨率和大视场不能同时兼顾的矛盾,为大型物体表面数据的获取提供了一种无导轨测量的新方法和系统测量模型。