随着经济和机械制造水平的不断发展,在航空航天、港口机械、冶金制造等领域都需要进行大尺寸工件几何量的测量。因为工件的尺寸较大,因此对测量设备的要求较严。本文在分析了国内外大尺寸工件测量现状的基础上,开发了大尺寸双目立体视觉的测量系统。测量系统是由双CCD摄像机、投影仪、采集卡、计算机等组成,通过模拟人眼功能对被测物体进行测量。根据双目立体视觉原理,通过计算空间点在左右视图上形成的视差来获取三维空间点云,所以需要把该点在左右视图上的两个对应的像点匹配起来。于是确定了该系统实现的工作原理:通过投影仪按照一定的时间序列向被测工件表面投射二进制编码的黑白条纹,并由两摄像机拍摄条纹图像,传输给计算机,经一系列解码处理找到左右摄像机像面上码值相同的点即为匹配点,结合摄像机标定阶段求取的摄像机内参数和相对位置关系,求取对应空间点的三维坐标。利用大量的匹配点最终获取被测工件的三维点云,求取被测目标相关的几何参数。本文主要研究内容如下:针对摄像机标定问题,提出了基于共面两相交圆作为标定模板的自标定算法。通过求解圆环点的坐标,从而线性求解两摄像机的内参数和两摄像机之间的位置关系,即旋转矩阵和平移矩阵。与传统的张正友标定算法相比,无需进行二维图像点与三维空间点的匹配,无需人工干预便可实现自动化标定。针对立体匹配的问题,本文通过向被测工件投射二进制编码条纹,对编码图像进行解码处理找到左右像面中的匹配点。在进行解码过程中,对编码图像进行阈值分割,将特征区域的特征点提取出来,求出该点在每幅编码图像中对应的码值,满足码值相同的点即为匹配点。在完成摄像机标定、图像预处理、立体匹配等工作后,利用本套系统获取被测工件表面的三维点云,对工件做出测量。验证该系统满足大尺寸非接触式测量的需求。