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机器人视觉仪器由于机械安装引起的光学坐标系与机械基准坐标系之间的微小的角度误差可以通过高精度标定修正。针对光学标定装置的调整问题,本文提出了一种角秒级精度的自动调整方法。 光学标定装置的自动控制是高精度光学测量的发展趋势。自准直平行光管是光学实验和计量检测的重要设备,本文对平行光管光学标定装置采用了自动调整的方法,并对调整的精度提高进行了理论分析。 全文分为六章。 第一章绪论部分,对光学自动调整方法的现状和发展进行了综述,阐述了课题意义,分析了课题难点并提出解决方案。 第二章以自动调整系统的应用对象-光学标定装置的功能和工作原理为出发点,引出了光学调整系统的功能要求,并对光学调整系统主要组成器件的选型精度以及需要实现的功能作了说明,为调整方法的提出做好了硬件上的准备。同时本章是误差分析中的器件精度分析的基础。 第三章先介绍了电机控制系统的组成,根据电控支架的结构建立了调整系统的数学模型,推导了调整量的大小,分析了平行光管坐标系处于理想位置和实际位置时的情况,提出了具体的调整方法和步骤。最后给出了调整的软件流程图。 第四章首先分析了系统的自动调整与手动调整相比,提高精度的方法。步进电机的驱动器采用细分可以提高步进电机的进给分辨率,从而提高调整支架的角度分辨率。摄像机光学畸变的修正以及图像处理的亚像素定位方法,减小了目标图像的定位误差,提高了系统的测量和调整的精度。 然后介绍了误差的来源和性质,对每一误差的影响进行了分析。最后采用系统误差算数相加,随机误差均方相加的方法合成总误差。 第五章设计实验,检测系统调整的精度,包括电控支架的分辨率、重复性精度以及系统调整完成后,三轴转台的台面轴和平行光管的光轴之间的平行度。 第六章对全文总结,概述了当前存在的问题及今后需要改进的地方。