CN111829439B - 一种高精度平移测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种高精度平移测量方法及装置，该方法将较大视场低精度的第一相机与小视场高精度的第二相机相机固定在一起，先使用第一相机的图像在信息板上进行搜索，得到一个粗略的配准结果，再利用第二相机的图像在上一步得到的粗略的配准结果的基础上进行搜索配准，得到一个精确的配准结果，由此可以计算得到精确的位移量。无需高精度加工光栅尺的编码刻度，而是对平移台上的信息板直接成像，通过图像处理高精度识别出相机视场中心在信息板的精确位置，从而计算得到相机视场对应的信息环平移量，为了兼顾识别的速度与精度，通过双相机识别技术，粗配准与精配准结合来提高图像配准的速度与精度。

Description

一种高精度平移测量方法及装置

技术领域

本发明涉及的是视觉测量领域，涉及一种高精度平移测量方法及装置，具体涉及的是一种基于双相机技术的高精度的平移测量方法。

背景技术

移测量是几何测量技术重要的组成部分之一，平移测量一般通过将平移测量装置安装在被测物件上，通过被测件的平移带动位移传感器的运动，从而测得物体位置的变化。平移测量装置(传感器)被广泛地应用于机器人、航空航天、数控机床及各种高精度闭环调速系统和伺服系统的位移测量等领域，另外，在日常生产生活中，包括交通运输、工农业生产、医疗卫生、商务办公，乃至家用电器中，都大量使用着各种类型的平移测量装置。

光栅尺位移传感器(简称光栅尺)，是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。光栅尺位移传感器经常应用于数控机床的闭环伺服系统中，可用作直线位移或者角位移的检测。其测量输出的信号为数字脉冲，与其他同类用途的传感器相比较，具有检测范围大，检测精度高，响应速度快的特点，是自动化设备中一种较为理想的位移传感器。但光栅尺的结构复杂，价格昂贵，高精度的光栅尺对工艺要求非常高，成品容易损坏，而且想要进一步提高精度十分困难。

发明内容

为了解决上述现有技术中的不足，本发明提供一种高精度平移测量方法及装置，无需高精度加工光栅尺的编码刻度，而是对平移台上的信息板直接成像，通过图像处理高精度识别出相机视场中心在信息板的精确位置，从而计算得到相机视场对应的信息环平移量。为了兼顾识别的速度与精度，本专利提出双相机识别技术，粗配准与精配准结合来提高图像配准的速度与精度。本方法测量得到的是相对平移信息。

为实现上述目的，本发明提供一种高精度平移测量方法，包括如下步骤：

步骤1，将相机组件与具有纹理特征的信息板中任一个安装在待测平移物上，另一个安置在待测平移物以外的任意位置，其中，所述相机组件包括第一相机与第二相机，所述第一相机为大视场低精度相机，所述第二相机为小视场高精度相机，所述信息板上至少有一个区域位于第一相机与第二相机的拍摄视场的中心位置；

步骤2，使得第一相机、第二相机分别遍历整个信息板得到若干遍历图像，将遍历图像进行图像修正后进行拼接，得到信息板在第一相机拍摄视场中的第一基准图与信息板在第二相机拍摄视场中的第二基准图；

步骤3，在待测平移物移动过程中，获取第一相机、第二相机实时拍摄的第一实时图像与第二实时图像，并基于图像识别得到第一实时图像在第一基准图中所处的第一局部区域图像；

步骤4，将第一实时图像与第一局部区域图像进行第一次配准，得到第一实时图像与第一局部区域图像相似度最高区域的中心像素位置，即第一像素坐标；

步骤5，基于第一像素坐标得到对应像素点在第二基准图所在的像素位置，即第二像素坐标，将第二基准图中第二像素坐标所在的部分区域作为第二局部区域图像，将第二实时图像与第二局部区域图像进行第二次配准，得到第二实时图像的中心像素点在第二基准图中的位置；

步骤6，基于第二基准图像的长度与第二实时图像的中心像素点在第二基准图中的位置得到待测平移物的相对位移量。

进一步优选的，步骤1中，所述信息板上设有相互垂直的第一编码带与第二编码带，所述第一编码带包括若干沿第一编码带长度方向间隔排列的第一编码，所述第二编码带包括若干沿第二编码带长度方向间隔排列的第二编码；

所述第一编码、第二编码均由若干白色或黑色的方块组成，每一第一编码、第二编码中的黑色方块与白色方块的排列组合均不相同，使得第一编码、第二编码具有2ⁿ个刻度，其中，n表示一个第一编码或第二编码中黑色方块与白色方块的总数。

进一步优选的，步骤3中，所述基于图像识别得到第一实时图像在第一基准图中所处的第一局部区域图像，具体为：

步骤3.1，采用阈值分割提取第一实时图像中的第一编码与第二编码：

式中，f(x,y)为第一实时图像的像素值，(x,y)为像素坐标，T为分割阈值，当像素值小于分割阈值T时，则认为该像素为黑色方块；当像素值大于分割阈值T时，则认为像素为白色方块；

步骤3.2，基于步骤3.1的提取结果获取第一实时图像中编码在第一基准图中对应的位置，并将该位置前后至少包含一个第一编码与至少一个第二编码在内的区域作为第一局部区域图像。

进一步优选的，步骤4具体包括：

步骤4.1，在第一局部区域图像上截取出一块与第一实时图像形状相同的图像作为比对图像；

步骤4.2，计算第一实时图像与比对图像的相似度量；

步骤4.3，将比对图像的轮廓在第一局部区域图像上向上和/或向下和/或向左和/或和/向右平移一个或者多个像素，获得新的比对图像，并计算第一实时图像与新的比对图像的相似度量；

步骤4.4，重复步骤4.3直至第一局部区域图像上所有的像素点均在实时成像比对图像中出现过；

步骤4.5，筛选出与第一实时图像之间相似度量最大的比对图像，作为结果图像，结果图像的中心像素点在第一基准图中的坐标即为第一像素坐标。

进一步优选的，步骤4.2中，所述计算第一实时图像与比对图像的相似度量，具体为：

式中，i表示表示第i个实时成像比对图像，S(i)表示第一实时图像与第i个比对图像的相似度量，t_i和w_i表示第一实时图像和第i个比对图像对应区域各像素的灰度值，

和

表示第一实时图像和第i个比对图像对应区域的灰度均值。

进一步优选的，步骤5中，第二基准图中的第二像素坐标为：

式中，(x_D,y_D)为第一基准图中的第一像素坐标，L₁为第一基准图上第一编码带的长度、L₂为第一基准图上第二编码带的长度，l₁为第二基准图上第一编码带的长度、l₂为第二基准图上第二编码带的长度。

进一步优选的，步骤5中，将第二实时图像与第二局部区域图像进行第二次配准，得到第二实时图像的中心像素点在第二基准图中的位置，具体为：

通过亚像素插值或者数据拟合的方法求取第二实时图像与第二局部区域图像之间相似度量最大的比对图像的中心像素点在第二基准图中的位置：

式中，0<i<l₁，l₂表示亚像素插值或者数据拟合的搜索范围，d₁表示待测平移物沿第一编码带的相对位移量，d₂表示待测平移物沿第二编码带的相对位移量。

进一步优选的，步骤6中，所述基于第二基准图像的长度与第二实时图像的中心像素点在第二基准图中的位置得到待测平移物的相对位移量，具体为：

式中，d表示待测平移物实际的相对平移量。

为实现上述目的，本发明还提供一种高精度平移测量装置，包括：

信息板，设在待测平移物上或待测平移物以外的位置，所述信息板上具有纹理特征以用于作为待测平移物的平移测量的参照物，所述待测平移物上不同区域的纹理特征具有唯一性；

相机组件，包括经过联合标定的第一相机与第二相机，所述第一相机为大视场低精度相机，所述第二相机为小视场高精度相机，设在待测平移物上或待测平移物以外的位置，用于信息板；

控制模块，与相机组件电性相连，所述控制模块包括存储器和处理器，所述存储器存储有高精度平移测量程序，所述处理器在运行所述程序时执行上述方法所述的步骤。

本发明提供一种高精度平移测量方法及装置，无需高精度加工光栅尺的编码刻度，而是对平移台上的信息板直接成像，通过图像处理高精度识别出相机视场中心在信息板的精确位置，从而计算得到相机视场对应的信息环平移量，为了兼顾识别的速度与精度，通过双相机识别技术，粗配准与精配准结合来提高图像配准的速度与精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例中信息板的示意图；

图2为本发明实施例中第一编码带、第二编码带的示意图；

图3为本发明实施例中第一局部区域图像提取示意图；

图4为本发明实施例中第一次配准的示意图；

图5为本发明实施例中第二次配准的示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本实施例公开了一种高精度平移测量方法，通过图像信息取代传统的光电信息，传统的平移测量装置采用光栅尺和光电传感器提供的光电信息进行测量，精度虽然较其他方法有所提高，但也因此结构复杂，价格昂贵，对于高精度的平移测量装置，对光栅尺的要求极高，工业成本需求很高。相对于其他形式的信息来说，图像往往承载着更加丰富的信息，有着显著的优势，通过图像信息能表征丰富的物表信息，所以本方案通过图像信息来取代传统的光电信息。在待测平移物的移动过程中，通过相机对与待测平移物对应的信息板成像，获取信息板局部区域的图像信息，将此图像与事先存储的信息板基准图像进行比对，就可以高精度定位该图像对应于信息板的具体位置，从而计算得到待测平移物的相对平移量。相较于传统光栅尺编码信息，图像信息的使用可以大大降低平移台制作工艺的要求。

但是，高精度的位移确定也意味着图像配准的时间花费增加，为了在保证精度的情况下提高速度，本实施例使用双相机技术来解决这个问题。

将较大视场精度较低的第一相机相机与小视场精度较高的第二相机固定在一起，先使用大视场低精度的第一相机的第一实时图像在第一基准带上进行搜索，得到一个粗略的配准结果，再利用小视场精度较高的第二相机的第二实时图像在上一步得到的粗略的配准结果的基础上进行搜索配准，得到一个精确的配准结果，由此可以计算得到精确的位移量。

信息板具有纹理特征，如形状、大小或者分布不规则的纹路、颗粒、毛刺、纤维等表面特征，不同区域的纹理特征具有唯一性，以便通过这些特征的图像分析能够直接确定其对应的平移台位置。

信息板为已完成标定的状态且其上具有纹理特征，信息板上的纹理特征为形状、大小或者分布不规则的纹路、颗粒、毛刺、纤维等表面特征，信息板上不同区域的纹理特征具有唯一性，以便通过这些特征的图像分析能够直接确定其对应的信息板位置。其中，完成标定状态的信息板指的是信息板上具有与地球经纬度一样的虚拟定位信息，表示在已知信息板上一个像素点的位置信息后，即是直接获知该像素点的位置信息，以用于读取信息板转动的相对位移值。当信息环上有表示不同角度或者不同区域的数字、文字、编码、标识等信息时，可以先根据这些信息确定实时图对应于基准图的大致位置范围，进而对实时图中心在基准图相应的范围内进行高精度图像分析，从而提高效率和可靠性。

参考图1，本实施例中的信息板采用使用编码带，作为信息板的刻度线，如图1所示，信息板中包括若干图2所示的第一编码带与第二编码带，第一编码带包括若干间隔排列的第一编码，第二编码带括若干间隔排列的第二编码。所有的第一编码带均相互平行，所有的第二编码带均相互平行，每一第一编码带与每一第二编码带均相互垂直。每一第一编码、第二编码均有10个方块，每个方块可以是白色或者黑色，黑色代表0，白色代表1，由二进制可以下图编码条可以表示1024个刻度。

第一相机、第二相机对信息板成像时，第一相机、第二相机的拍摄方向垂直于信息板，可以是信息板随着待测物体移动、相机不动，也可以是相机随着物体移动、信息板不动，最终通过平移台和相机的相对运动测量得到物体的平移量。本实施例中，信息板设在位于待测平移物的中部、边缘、侧面等位置，且保持信息板的长度方向与待测平移物的移动方向相同。第一相机、第二相机设置在待测平移物以外的任意位置，且可以直接对信息板成像，也可以通过反射、折射等其它方式对信息板成像。

本实施例中，使用标定板对第一相机、第二相机进行联合标定，标定方法使用张正友标定法。同时利用单应变换对两个相机的图像进行几何校正，单应变换矩阵A是3×3矩阵，A在标定过程可得到，相机的标定为常规技术手段，因此本实施例中不再赘述，校正公式如下：

式中，(x′_i,y′_i)是几何校正前的图像坐标，(x_i,y_i)是几何校正后的图像点坐标。除了单应变换方法，还可以采用多项式拟合等方法进行图像的几何校正。

在安置好第一相机、第二相机与信息板后，使得第一相机、第二相机分别遍历整个信息板得到若干遍历图像，将遍历图像进行图像修正后进行拼接，拼接算法可以选择SURF或者ORB算法，通过图像拼接，得到信息板在第一相机拍摄视场中的第一基准图与信息板在第二相机拍摄视场中的第二基准图，本实施例中，L₁为第一基准图上第一编码带的长度、L₂为第一基准图上第二编码带的长度，l₁为第二基准图上第一编码带的长度、l₂为第二基准图上第二编码带的长度。

在待测平移物移动过程中，获取第一相机、第二相机实时拍摄的第一实时图像与第二实时图像，并基于图像识别得到第一实时图像在第一基准图中所处的第一局部区域图像，其具体过程为：

采用阈值分割提取第一实时图像中的第一编码与第二编码：

式中，f(x,y)为第一实时图像的像素值，(x,y)为像素坐标，T为分割阈值，当像素值小于分割阈值T时，则认为该像素为黑色方块；当像素值大于分割阈值T时，则认为像素为白色方块。随后基于提取结果获取第一实时图像中编码在第一基准图中对应的位置，并将该位置前后至少包含一个编码在内的区域作为第一局部区域图像。

以图3为例，其中图3a为第一实时图像，图3b为编码提取图，图3c为编码读取读取图；由于图像的编码块相对位置是固定的，根据编码提取图的大小，按比例可以确定出编码十个编码块的位置，如2c图十字标识所示。读取图3c中十字标识的像素值，结合二进制可得到编码的数值。如图3c所示，编码块由下到上，编码值为：0000000101，由二进制可值表示的数值为5，该示例中第一局部区域图像为信息板中第5个编码所在的部分区域。

将第一实时图像与第一局部区域图像进行第一次配准，得到第一实时图像与第一局部区域图像相似度最高区域的中心像素位置，即第一像素坐标。其中，相似度量最大值所对应于第一基准图像的像素位置D(即第一基准图像内与第一实时图像最为相似的区域中心位置)，即为第一次配准的配准结果，即第一像素坐标为像素位置D在第一基准图中的坐标，参考图4，其过程为：

首先在第一局部区域图像上截取出一块与第一实时图像形状相同的图像作为比对图像；随后再计算第一实时图像与比对图像的相似度量；将比对图像的轮廓在第一局部区域图像上向上和/或向下和/或向左和/或和/向右平移一个或者多个像素，获得新的比对图像，并计算第一实时图像与新的比对图像的相似度量；重复上一步直至第一局部区域图像上所有的像素点均在实时成像比对图像中出现过；筛选出与第一实时图像之间相似度量最大的比对图像，作为结果图像，结果图像的中心像素点在第一基准图中的坐标即为第一像素坐标。

其中，计算第一实时图像与比对图像的相似度量，具体为：

式中，i表示表示第i个实时成像比对图像，S(i)表示第一实时图像与第i个比对图像的相似度量，t_i和w_i表示第一实时图像和第i个比对图像对应区域各像素的灰度值，

和

表示第一实时图像和第i个比对图像对应区域的灰度均值。

基于第一像素坐标得到对应像素点在第二基准图所在的像素位置，即第二像素坐标，设上一步得到的像素位置D在第一基准图种的坐标为(x_D,y_D)，则像素位置D在第二基准图对应的像素位置的坐标为：

式中，(x_D,y_D)为第一基准图中的第一像素坐标，L₁为第一基准图上第一编码带的长度、L₂为第一基准图上第二编码带的长度，l₁为第二基准图上第一编码带的长度、l₂为第二基准图上第二编码带的长度。

参考图5，将第二基准图中第二像素坐标所在的部分区域作为第二局部区域图像，将第二实时图像与第二局部区域图像进行第二次配准。其中，相似度量最大值所对应于第二基准图像的像素位置(即第二基准图像内与第二实时图像最为相似的区域中心位置)，即为第二次配准的配准结果，即第二像素坐标为像素位置在第二基准图中的坐标，得到第二实时图像的中心像素点在第二基准图中的位置。本实施例中通过亚像素插值或者数据拟合的方法求取第二实时图像与第二局部区域图像之间相似度量最大的比对图像的中心像素点在第二基准图中的位置：

式中，0<i<l₁，l₂表示亚像素插值或者数据拟合的搜索范围，d₁表示待测平移物沿第一编码带的相对位移量，d₂表示待测平移物沿第二编码带的相对位移量。基于第二基准图像的长度与第二实时图像的中心像素点在第二基准图中的位置得到待测平移物的相对位移量，具体为：

式中，d表示待测平移物实际的相对平移量。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种高精度平移测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，将相机组件与具有纹理特征的信息板中任一个安装在待测平移物上，另一个安置在待测平移物以外的任意位置，其中，所述相机组件包括第一相机与第二相机，所述第一相机为大视场低精度相机，所述第二相机为小视场高精度相机，所述信息板上至少有一个区域位于第一相机与第二相机的拍摄视场的中心位置；

步骤2，使得第一相机、第二相机分别遍历整个信息板得到若干遍历图像，将遍历图像进行图像修正后进行拼接，得到信息板在第一相机拍摄视场中的第一基准图与信息板在第二相机拍摄视场中的第二基准图；

步骤3，在待测平移物移动过程中，获取第一相机、第二相机实时拍摄的第一实时图像与第二实时图像，并基于图像识别得到第一实时图像在第一基准图中所处的第一局部区域图像；

步骤4，将第一实时图像与第一局部区域图像进行第一次配准，得到第一实时图像与第一局部区域图像相似度最高区域的中心像素位置，即第一像素坐标；

步骤5，基于第一像素坐标得到对应像素点在第二基准图所在的像素位置，即第二像素坐标，将第二基准图中第二像素坐标所在的部分区域作为第二局部区域图像，将第二实时图像与第二局部区域图像进行第二次配准，得到第二实时图像的中心像素点在第二基准图中的位置；

步骤6，基于第二基准图像的长度与第二实时图像的中心像素点在第二基准图中的位置得到待测平移物的相对位移量。

2.根据权利要求1所述高精度平移测量方法，其特征在于，步骤1中，所述信息板上设有相互垂直的第一编码带与第二编码带，所述第一编码带包括若干沿第一编码带长度方向间隔排列的第一编码，所述第二编码带包括若干沿第二编码带长度方向间隔排列的第二编码；

所述第一编码、第二编码均由若干白色或黑色的方块组成，每一第一编码、第二编码中的黑色方块与白色方块的排列组合均不相同，使得第一编码、第二编码具有2ⁿ个刻度，其中，n表示一个第一编码或第二编码中黑色方块与白色方块的总数。

3.根据权利要求2所述高精度平移测量方法，其特征在于，步骤3中，所述基于图像识别得到第一实时图像在第一基准图中所处的第一局部区域图像，具体为：

步骤3.1，采用阈值分割提取第一实时图像中的第一编码与第二编码：

式中，f(x,y)为第一实时图像的像素值，(x,y)为像素坐标，T为分割阈值，当像素值小于分割阈值T时，则认为该像素为黑色方块；当像素值大于分割阈值T时，则认为像素为白色方块；

步骤3.2，基于步骤3.1的提取结果获取第一实时图像中编码在第一基准图中对应的位置，并将该位置前后至少包含一个第一编码与至少一个第二编码在内的区域作为第一局部区域图像。

4.根据权利要求2所述高精度平移测量方法，其特征在于，步骤4具体包括：

步骤4.1，在第一局部区域图像上截取出一块与第一实时图像形状相同的图像作为比对图像；

步骤4.2，计算第一实时图像与比对图像的相似度量；

步骤4.3，将比对图像的轮廓在第一局部区域图像上向上和/或向下和/或向左和/或和/向右平移一个或者多个像素，获得新的比对图像，并计算第一实时图像与新的比对图像的相似度量；

步骤4.4，重复步骤4.3直至第一局部区域图像上所有的像素点均在实时成像比对图像中出现过；

步骤4.5，筛选出与第一实时图像之间相似度量最大的比对图像，作为结果图像，结果图像的中心像素点在第一基准图中的坐标即为第一像素坐标。

5.根据权利要求4所述高精度平移测量方法，其特征在于，步骤4.2中，所述计算第一实时图像与比对图像的相似度量，具体为：

式中，i表示表示第i个实时成像比对图像，S(i)表示第一实时图像与第i个比对图像的相似度量，t_i和w_i表示第一实时图像和第i个比对图像对应区域各像素的灰度值，

和

表示第一实时图像和第i个比对图像对应区域的灰度均值。

6.根据权利要求5所述高精度平移测量方法，其特征在于，步骤5中，第二基准图中的第二像素坐标为：

式中，(x_D,y_D)为第一基准图中的第一像素坐标，L₁为第一基准图上第一编码带的长度、L₂为第一基准图上第二编码带的长度，l₁为第二基准图上第一编码带的长度、l₂为第二基准图上第二编码带的长度。

7.根据权利要求6所述高精度平移测量方法，其特征在于，步骤5中，将第二实时图像与第二局部区域图像进行第二次配准，得到第二实时图像的中心像素点在第二基准图中的位置，具体为：

通过亚像素插值或者数据拟合的方法求取第二实时图像与第二局部区域图像之间相似度量最大的比对图像的中心像素点在第二基准图中的位置：

式中，0<i<l₁，l₂表示亚像素插值或者数据拟合的搜索范围，d₁表示待测平移物沿第一编码带的相对位移量，d₂表示待测平移物沿第二编码带的相对位移量。

8.根据权利要求7所述高精度平移测量方法，其特征在于，步骤6中，所述基于第二基准图像的长度与第二实时图像的中心像素点在第二基准图中的位置得到待测平移物的相对位移量，具体为：

式中，d表示待测平移物实际的相对平移量。

9.一种高精度平移测量装置，其特征在于，包括：

信息板，设在待测平移物上或待测平移物以外的位置，所述信息板上具有纹理特征以用于作为待测平移物的平移测量的参照物，所述待测平移物上不同区域的纹理特征具有唯一性；

相机组件，包括经过联合标定的第一相机与第二相机，所述第一相机为大视场低精度相机，所述第二相机为小视场高精度相机，设在待测平移物上或待测平移物以外的位置，用于信息板；

控制模块，与相机组件电性相连，所述控制模块包括存储器和处理器，所述存储器存储有高精度平移测量程序，所述处理器在运行所述程序时执行所述权利要求1～8任一项方法所述的步骤。

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