Para atender às demandas de medição de alta precisão de características geométricas complexas em condições de visão adversas no campo de tecnologia de fabricação de alta precisão, é proposto um método de medição de coordenadas de pontos ocultos com base em resolução de atitude de fusão inercial-visual. Primeiro, a estrutura e o princípio de medição do sistema de medição de coordenadas de pontos ocultos são analisados, e os principais fatores que afetam a incerteza dos resultados de medição desse sistema são analisados através do método de Monte Carlo. Em segundo lugar, com base nos dados de atitude obtidos por medição inercial e visual monocular, é proposto um método de fusão de dados de atitude com base na interpolação linear da esfera de quaterniões para resolver o problema de otimização do caminho de interpolação no processo de fusão de quaterniões de atitude, e o esquema de resolução de atitude de fusão inercial-visual é estabelecido. Em seguida, é projetado um método de calibração de parâmetros do sistema de medição de coordenadas de pontos ocultos. Por fim, é montado um dispositivo experimental e a eficácia e confiabilidade do método proposto neste artigo são verificadas por meio de experimentos de calibração de parâmetros e medição de coordenadas de pontos ocultos. Os resultados experimentais mostram que a discrepância de repetibilidade dos resultados de calibração da matriz de parâmetros de transformação de sistema de coordenadas não excede 0,03°, e a discrepância de repetibilidade dos resultados de calibração dos parâmetros de estrutura do alvo de medição de pontos ocultos é inferior a 45 μm. Com base nos resultados de calibração, a aplicação do método de resolução de atitude de fusão inercial-visual para obter as coordenadas de pontos ocultos reduz o erro médio de medição das coordenadas em 60,63% em comparação com o esquema visual monocular. O erro máximo de medição de coordenadas espaciais dentro de 10 m não excede 130 μm. Este método pode atender às demandas de medição de parâmetros geométricos típicos em cenas de fabricação de alta precisão, e tem boas perspectivas de aplicação.

Visão monocular; medição de coordenadas de pontos ocultos; unidade de medição inercial; resolução de atitude de fusão