Para atender à demanda por medição de alta precisão de características geométricas sob condições complexas de visibilidade no campo da tecnologia de manufatura de alta precisão em grande escala, propõe-se um método de medição de coordenadas de pontos ocultos baseado no cálculo de atitude por fusão inercial-visual. Primeiramente, analisou-se a estrutura do sistema de medição de coordenadas de pontos ocultos e o princípio de medição, e por meio do método de Monte Carlo foram analisados os principais fatores que afetam a incerteza dos resultados de medição do sistema; em seguida, com base nos dados de atitude obtidos por medição inercial e de visão monocular, propôs-se um método de fusão de dados de atitude baseado na interpolação esférica linear de quaternions para otimizar o caminho de interpolação durante o processo de fusão de quaternions de atitude, estabelecendo um esquema de cálculo de atitude por fusão inercial-visual; posteriormente, foi projetado um método de calibração dos parâmetros do sistema de medição de coordenadas de pontos ocultos; por fim, um dispositivo experimental foi montado e a eficácia e confiabilidade do método proposto foram verificadas por meio de experimentos de calibração de parâmetros e medições de coordenadas de pontos ocultos. Os resultados experimentais mostraram que a desvi ação de repetibilidade dos resultados da calibração da matriz de parâmetros de transformação do sistema de coordenadas não excedeu 0,03°, e a desvi ação de repetibilidade dos resultados da calibração dos parâmetros estruturais do alvo de medição de pontos ocultos foi inferior a 45 μm. Com base nos resultados da calibração, aplicou-se o método de cálculo de atitude por fusão inercial-visual para resolver as coordenadas dos pontos ocultos, cuja média do erro de medição das coordenadas reduziu-se em 60,63% em comparação com o esquema de visão monocular, e o erro máximo de medição espacial das coordenadas dentro de 10 m não excedeu 130 μm. Este método é capaz de atender às demandas típicas de medição de parâmetros geométricos em locais de manufatura de precisão, possuindo boas perspectivas de aplicação.

visão monocular;medição de coordenadas de pontos ocultos;unidade de medição inercial;cálculo de atitude por fusão