模具制造行业中,由于模具的多样性、复杂性和小批量性,加工过程中对模具进行快速定位测量成为了一个难题。现有的测量技术通过人操作三坐标测量机对模具进行定位,这种定位方式的速度依赖于操作者的熟练程度,同时需要人工长时间的工作,测量过程中稍有不慎就将造成工件后续的加工失败。这已经成为了模具加工行业中限制模具生产效率的主要问题之一。在模具加工过程中需要定位精度在要求在±0.001mm,视觉难以满足需求。基于模具制造行业的需求,本文设计了一种双目视觉工件位置精密检测定位与路径规划系统,可以对模具进行在线定位,同时对三坐标测量机测量路径规划,实现快速、精确的自动化定位测量。首先,本文使用双目视觉与三坐标测量机构建了一套应用于模具镶块加工过程中的模具定位与测量路径规划系统,实现高精度的测量路径规划。其次,本文提出了一种双频外差结合双互补相位编码的相位解包裹方法。该方法使用两组正弦条纹获得两个包裹相位,进行外差处理得到外差相位,使用外差相位对高频相位进行初次展开,然后利用相错半个级次的互补编码相位得到条纹级次,对初次展开相位依照不同区域对选择不同相位编码级次来进行相位展开。双频外差合成的周期不需要覆盖整个视场,打破了传统双频外差方法和三频外差方法对频率选择的限制,可以用更高频率的条纹进行高精度测量。克服了相位主值误差对使用更高频率条纹进行高精度测量的局限性,对反光物体的测量有所改善,避免了相位跳变带来的跳变误差,为模具定位提供精确的数据。再次,本文在结合工业现场的实际情况采用蓝光投影仪作为光源,使用滤光片去除干扰,提高了系统的鲁棒性,改善了对反光物体测量的精度。最后,通过分析模具镶块加工过程中的定位检测需求,本文对视觉获得的三维数据进行信息提取,识别三维线、点、面、以及圆等特征,计算关键点信息以及对点位进给方向进行路径规划。工业现场实验表明,双目视觉工件位置精密检测定位与路径规划系统对600mm×500mm场景标定精度达到±0.02mm,双目定位误差达到±0.08mm,采集时间小于2s,满足工业需求。本文所研究的内容可以应用到三维重建、视觉三维定位和工业中的三维缺陷检测等领域。