基于三维数字图像相关法的刚体位姿估计

针对传统位姿测量的不足,提出了一种基于三维数字图像相关(3D-DIC)法的空间刚体位姿估计方法,该方法利用双目相机拍摄待测物运动前后的图像序列,通过3D-DIC方法进行匹配计算,获得待测物运动前后的全场坐标信息,选择计算点坐标后对其进行奇异值分解,求得位姿参数。针对3D-DIC在测量大旋转时误差较大的情况,提出了一种增加中间图像的匹配计算方法。通过平移自由度和旋转自由度的实验验证,本文方法可实现空间刚体多个位姿参数的测量,三个平移自由度的测量误差均小于0.07 mm,测量角度小于10°时,偏航角和滚转角的测量误差均小于0.2°。