现代工业生产很多都需要对零件进行全方位的三维测量,有的需要对零件上特定点进行测量,有些则需要对零件整体的三维形貌进行测量,进而在获得零件的其他数据。为了对零件进行高精度的三维测量,设计了零件全方位三维测量平台。课题具体研究工作可以分为以下几个部分:(1)分析视觉测量技术的国内外现状,设计基于机器视觉的零件全方位高精度测量方法和平台,采用视觉测量加5维高精度机械运动的方法实现对零件的全方位高精度测量。平台包括主要包括视觉测量模块、二维转台和三维平台。二维转台用于调整视觉测量模块位姿,三维平台用于调整零件的位置。(2)根据结构光测量原理,结合实验平台设计特征点测量方法完成对零件表面点的高精度三维测量。采用传统的结构光测量方法完成对零件的三维形貌扫描测量,比较了结构光测量的解析几何模型和透视投影模型在实验平台上的测量精度,解析几何的测量的精度要优于透视投影模型。解析几何模型引入不确定度主要因素之一有标定系数不确定度。(3)实验平台个转轴存在不正交和异面情况,对2种情况和综合情况下引入的不确定度进行了仿真分析。2种情况引入的不确定度都会随绕轴旋转角度变换而变化,异面情况下单轴引入的最大不确定度为异面距离的2倍,不正交情况下引入的不确定度与不正交偏角和旋转角度而变换。综合情况下,在100角秒的不正交偏角范围内,不确定度主要受异面距离的影响。