我が国のハイエンド製造業が高精度の6自由度空間測定システムを切望していることに対し、レーザートラッキング測定に向けた単眼視覚に基づく大範囲全自動高精度姿勢測定方法を提案する。レーザートラッキング測定に向けた姿勢測定システムの構成、協調ターゲットのハードウェア設計を説明し、姿勢測定の数学モデルを構築した。次に、適応型シャープイメージングの姿勢測定モジュール特性を分析し、光学歪みモデルと張正友（Zhang Zhengyou）キャリブレーション法に基づくリアルタイムカメラ画像モデルを構築し、特徴点のピクセル座標モデルを動的に補正して特徴点抽出精度を向上させた。その後、協調ターゲットの幾何特性、EPnPアルゴリズム、SoftPOSITアルゴリズムを組み合わせて改良された姿勢測定法を提案し、姿勢測定システムの自動監視および誤差訂正機構を確立し、測定範囲内の任意の動的姿勢の自動測定を実現した。最後に、二次元精密回転台に協調ターゲットを搭載してレーザートラッキング姿勢測定システムの精度試験を行った。実験結果は、3～10 m、方位角／仰角±30°、ロール角±180°以内において、14個の特徴点を持つ協調ターゲットで姿勢測定精度が0.049°を上回り、10個の特徴点を持つ協調ターゲットでは精度が0.065°を上回ることを示した。本手法は汎用性が高く、協調ターゲットの特徴点配置の制約が小さく、ハイエンド製造業のレーザートラッキング測定における精密測定要求を満たすことができる。

レーザートラッキング測定; 単眼視覚; 適応型測定; 姿勢測定