1、光筆測(cè)量系統(tǒng)具有便攜、柔性高、無(wú)遮光干擾等特點(diǎn)，在大型飛機(jī)制造業(yè)、汽車制造業(yè)、電力能源設(shè)備制造業(yè)、工程機(jī)械制造業(yè)、船舶制造業(yè)等行業(yè)和領(lǐng)域中，光筆測(cè)量技術(shù)有著非常大應(yīng)用需求。但光筆測(cè)量系統(tǒng)一直被國(guó)外壟斷，國(guó)內(nèi)對(duì)相關(guān)技術(shù)的研究還處于起步階段。因此，對(duì)光筆測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)研究，有著重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。
　　根據(jù)光筆測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量原理和硬件構(gòu)成，設(shè)計(jì)9點(diǎn)式光筆結(jié)構(gòu)，選擇碳纖維材料作為光筆制作材料。對(duì)比分析 LED點(diǎn)光源和回光

2、反射標(biāo)志點(diǎn)的特性，選擇光筆標(biāo)志點(diǎn)類型為回光反射編碼標(biāo)志點(diǎn)，并給出編碼原理。根據(jù)鏡頭和 CCD芯片參數(shù)指標(biāo)，確定攝像機(jī)和鏡頭的類型。根據(jù)攝像機(jī)特性，確定圖像采集卡的類型。
　　根據(jù)光筆圖像的特點(diǎn)，對(duì)圖像進(jìn)行濾波、分割處理，提取出光筆標(biāo)志點(diǎn)的投影橢圓。運(yùn)用 Canny邊緣提取算子提取出橢圓邊緣坐標(biāo)，利用加權(quán)最小二乘橢圓擬合法，得到橢圓方程各系數(shù)以及橢圓中心坐標(biāo)、長(zhǎng)短軸等。建立邊緣模型并結(jié)合橢圓目標(biāo)灰度特性，求解邊緣模型參數(shù)，將橢圓中心

3、坐標(biāo)修正到亞像素級(jí)。根據(jù)橢圓參數(shù)，提取光筆測(cè)量圖像中編碼標(biāo)志區(qū)域。
　　根據(jù)中心投影原理，建立攝像機(jī)理想模型，推導(dǎo)圖像中的二維坐標(biāo)與其對(duì)應(yīng)的空間三維坐標(biāo)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，增加鏡頭徑向畸變和切向畸變模型，對(duì)攝像機(jī)理想模型進(jìn)行修正，得到攝像機(jī)實(shí)際成像模型。設(shè)計(jì)標(biāo)志點(diǎn)為圓形的平面標(biāo)定模板，給出模板中標(biāo)志點(diǎn)的自動(dòng)識(shí)別方法。利用基于平面標(biāo)定模板的攝像機(jī)兩步標(biāo)定法，實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)標(biāo)定。
　　研究空間三維坐標(biāo)的計(jì)算方法，利用編碼原理實(shí)現(xiàn)立體圖像