1、光電自準(zhǔn)直儀是一種高精度的角度測(cè)量?jī)x器，廣泛應(yīng)用于航空航天和高精密機(jī)械裝配等領(lǐng)域。如今國(guó)際領(lǐng)先的高性能光電自準(zhǔn)直儀的角度測(cè)量精度已經(jīng)很高，但仍然無(wú)法突破視場(chǎng)和量程過(guò)小的局限，在使用前需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的人工手動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程，不能適用于大型的自動(dòng)化測(cè)量場(chǎng)合。為此，需要研究一種瞄準(zhǔn)技術(shù)輔助自準(zhǔn)直儀進(jìn)行自動(dòng)化的目標(biāo)瞄準(zhǔn)與角度測(cè)量。
　　針對(duì)光電自準(zhǔn)直儀的測(cè)量局限，本文結(jié)合目前小角度測(cè)量的研究現(xiàn)狀，分析了一種基于單目視覺(jué)測(cè)量原理的瞄準(zhǔn)技術(shù)。同時(shí)，深

2、入闡述了傳統(tǒng)視覺(jué)測(cè)量模型無(wú)法對(duì)成像虛化的目標(biāo)體進(jìn)行高精度的圖像處理與空間結(jié)構(gòu)參數(shù)解算的局限。
　　首先，本文參考準(zhǔn)直儀的平行測(cè)量光路，闡述了目標(biāo)立方鏡法線方向偏轉(zhuǎn)角度和被立方鏡反射回視覺(jué)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的光強(qiáng)之間的關(guān)系。同時(shí)考慮視覺(jué)系統(tǒng)的空間組成結(jié)構(gòu)和瞄準(zhǔn)范圍，分析了一種基于環(huán)形發(fā)散光照的瞄準(zhǔn)測(cè)量模型，通過(guò)數(shù)學(xué)建模與仿真驗(yàn)證了該模型的參數(shù)曲線在全量程范圍內(nèi)具有極為穩(wěn)定的雙峰對(duì)稱(chēng)性，可以突破光學(xué)分辨和成像模糊的局限完成對(duì)目標(biāo)立方鏡法線偏角的

3、測(cè)量。
　　其次，在瞄準(zhǔn)測(cè)量模型的基礎(chǔ)上，本文對(duì)瞄準(zhǔn)方案進(jìn)行了詳細(xì)的分析與硬件選型，并對(duì)其進(jìn)行了機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與組裝；同時(shí)在LabVIEW語(yǔ)言環(huán)境下，設(shè)計(jì)了一款視覺(jué)瞄準(zhǔn)軟件。
　　此外，為了在視覺(jué)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集到的圖像中獲取與數(shù)學(xué)模型具有相似雙峰對(duì)稱(chēng)性的目標(biāo)特征參量，闡述了一種基于圖像處理的目標(biāo)區(qū)域最大擬合圓半徑的特征提取算法；同時(shí)，詳細(xì)設(shè)計(jì)了基于單軸擺動(dòng)掃描的瞄準(zhǔn)測(cè)量方法，通過(guò)轉(zhuǎn)臺(tái)控制視覺(jué)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行順/逆時(shí)針的往復(fù)擺動(dòng)

4、旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中對(duì)采集到的圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)的特征參數(shù)提取，根據(jù)雙峰對(duì)稱(chēng)性質(zhì)對(duì)特征點(diǎn)進(jìn)行高效搜索和高精度捕獲以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)偏角的測(cè)算。
　　最終，將完整瞄準(zhǔn)測(cè)量算法嵌入到視覺(jué)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)立方鏡法線方向偏角的自動(dòng)化瞄準(zhǔn)與對(duì)正，并最終將目標(biāo)引入準(zhǔn)直儀的量程之內(nèi)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在500mm至1500mm的工作距離內(nèi)，該系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)立方鏡法線方向的自動(dòng)化掃描量程達(dá)到?10?，且瞄準(zhǔn)精度優(yōu)于?200''，可以輔助自準(zhǔn)直儀在大空間視場(chǎng)范圍內(nèi)對(duì)