本文主要对视觉坐标测量机的仿真模型进行研究,以摄像机为测头,进行非接触式立体视觉测量。该模型通过对摄像机的运动控制,形成多目立体视觉模型,实现了基于多目的非接触仿真坐标测量机系统。 首先本文对视觉坐标测量机的测量原理、运动方式以及测量模型进行研究,建立了视觉坐标测量机的几何模型和运动模型。在此基础上,提出了平移系统测量系统;该系统特点是摄像机在运动过程中光轴始终保持平行,没有任何的角度旋转。这样降低了标定计算以及重建模型的复杂度,是一般测量模型的简化。 然后本文进行立体视觉坐标测量建模。根据立体视觉基本原理对视觉坐标测量机进行摄像机成像、摄像机标定、双目匹配和三维重建建模。其中,重点是对匹配策略以及如何由二维的图像点信息求出目标的空间三维信息的方法进行研究。提出基于网格的有序匹配算法和基于平移测量模式下的三维重建方法。 接着通过上面建立的视觉测量模型,设计了仿真测量平台和一整套针对视觉坐标测量机的仿真测量方案。主要是图像采集的运动过程描述,即利用摄像机连续运动得到同一视场域下不同位置采集的图像序列,形成双目测量组进行坐标测量。其中提出了摄像机平移步长的约束条件,并对不同模式下的运动特点进行归类。 最后通过实验建立了虚拟视觉坐标测量机测量系统,该系统能够对具有一定规则的曲面和多面体进行视觉坐标测量。本文对两组曲面进行了仿真测量,根据三种运动模式,进行了图像采集、匹配以及三维重建工作,测量结果较为精确,验证了这套仿真视觉测量模型的有效性和可行性。