双相机工业摄影测量系统测量场误差分析与现场评定方法

针对双相机工业摄影测量系统不同应用场景下实测精度与标称精度不匹配的问题,对系统网形结构进行了深入研究。通过研究发现:当物方测量点交会角大于45°,测量点与基线水平夹角介于28°~68°,竖直视角不超过23°,且测量点位于双相机工业摄影测量系统纵深方向[0.4B,1.3B]范围内时,测量点的精度较高,超过该范围,测量点的误差将变大。本文基于以上结论提出一种采用双相机工业摄影测量系统对测量场内规定位置标准尺长度测量,通过比较标准尺测量值与标称值差异,快速评定系统测量场精度的方法。试验表明,该方法能够快速准确地评定双相机工业摄影测量系统测量场精度,对于保证系统现场作业质量,提高现场作业效率具有重要指导作用。

基于工业摄影测量的地下水开采地面沉降试验研究

地下水过度开采是导致地面沉降的主要原因,模拟试验是研究地面沉降机理的重要手段。为快速准确监测开采条件下土体形变瞬时变化过程,自主研发了一套基于工业摄影测量技术和具有地下水补给、开采、数据监测采集等功能的地面沉降物理模拟试验系统,通过试验研究了开采条件下土体变形过程和特征。试验结果表明:在定水头边界条件下,抽水过程中各土层沉降量随距抽水井的距离增大而明显减小;在变水头边界条件下,当停止抽水后,各土层沉降量仍在不断增加,土层沉降的滞后效应明显。MPS标志点与沉降标尺观测的沉降量接近,在变水头边界条件下,沉降变化趋势基本一致,表明工业测量可用于土体变形测量,测量数据能反映在地下水位波动条件下土体变形的瞬时变化过程,具有较高的灵敏度。

RRT对工业摄影测量基准尺精度影响研究

针对工业摄影测量基准尺在实际工程中实测值与标定值互差较大、比例缩放不准确等问题,以RRT为研究对象,推导出了基准长度误差模型。从RRT圆度、中心定位稳健性、基准尺长度标定一致性以及标准长度测量等方面进行了试验研究。通过研究发现,模切覆膜型RRT圆度和中心定位稳健性远高于其它类型的RRT。模切覆膜型RRT基准尺长度标定间的重复性为1μm,优于印刷型RRT基准尺长度标定的重复性。采用模切覆膜型RRT基准尺对标准长度的测量误差较印刷型RRT基准尺小约33%。选择模切覆膜型RRT作为基准尺的基准靶点对于提高工业摄影测量系统的测量精度具有重要参考意义。

工业摄影测量网形一致性对测量重复性精度影响研究

为提高空间望远镜桁架形变测量精度,对影响工业摄影测量精度的主要因素之一——测量网形进行研究,发现工业摄影测量网形的质量直接影响形变测量精度,在保证测量网形稳健性优的前提下,保持高的测量网形一致性可以大幅度提高形变测量精度。为验证该结论,以测量重复性精度为评价指标,在实验室条件下对测量网形一致性进行测试研究,结果表明高的测量网形一致性比随机网形提高至少2倍以上的测量重复性精度,可为提高空间望远镜形变测量精度提供技术支持。

工业摄影测量系统检定方法研究进展

工业摄影测量系统引入我国已有近十年,由于其高准确度、高速度、无接触、适于动态测量及能在恶劣条件下测量等优点,已为我国精密工业领域的发展做出巨大贡献。但目前国内还没有成熟的方法来评价其测量准确度。该文总结德国VDI/VDE 2634和美国GSI公司内部检定工业摄影测量系统的规范和准则;介绍法国计量院和法国GMS公司标定基准尺长度的方法;论述我国目前在该领域的研究情况,提出一些建议,为我国工业摄影测量系统检定规程的制定提供参考依据。

数字工业摄影测量中的单像空间后方交会

针对数字工业摄影测量中摄站参数难以确定的问题,提出一种基于四个控制点的单像空间后方交会直接解法。通过四组实验验证了该算法的正确性,其答解精度高,无需迭代,且不受被测目标尺寸限制,能很好地满足数字工业摄影测量要求。

三维工业测量系统与工业摄影测量相结合在动态工业测量中的应用

本文讨论了高精度三维工业测量系统和工业摄影测量各自在工业生产中的优缺点。提出了通过将两者配合使用,结合各自优点,使用三维工业测量系统为工业摄影测量提供高精度像控点,进而运用工业摄影测量的实现对工业生产环境中的目标,尤其是动态工业目标及其他需在短时间内观测的大量目标的高精度测量与检测。在实际工业生产测量证明该方法切实有效,不仅解决了复杂环境的动态工业目标的观测问题,且相对于单独使用两种观测方法观测数据的精度有较大的提高。

工业摄影测量技术发展与应用

在制造业朝着自动化、柔性化、智能化发展的潮流中,传统的工业测量技术难以同时胜任高精度、高效率、高便捷性的要求,本文提出以工业摄影测量技术为基础的测量系统,其具有实时性、便捷性、自动化和智能化的特点,获取的高质量的三维数据,可用于逆向工程、质量检测、辅助智能制造等典型工业应用场景。同时介绍了该测量系统的技术路线,从硬件设计、算法优化等方面提出了见解。

基于多片前方交会的工业摄影测量自动匹配

针对数字工业摄影测量中的人工标志点的快速自动匹配问题,根据从物方空间角度描述核线的原理,提出了一种基于空间前方交会的匹配算法。该算法首先通过计算投影线间的最短距离来确定一组初始匹配像点;然后通过双片空间前方交会来确定一组潜在的物方点,并将其按距离分组;最后,将每一个潜在的物方点的坐标残差过大及属于同一张像片的像点剔除,同时通过判断与各物方点对应的像点数来确定同名像点。两组实验均证明,该算法不仅计算速度快,而且具有高匹配率和低误匹配率,能为数字工业摄影测量自检校光束法平差提供高精度的初值。

双相机工业摄影测量系统测量性能测试方法研究

双相机工业摄影测量系统的广泛应用使其测量性能越来越受到关注,如何准确合理地评价系统的测量性能,并制定相应检定规范是目前亟待解决的问题。针对双相机系统测量性能的测试问题提出一套系统的方法:首先对双相机系统的摄影距离和基线长度等结构参数进行实验,并选择最佳参数进行系统的测量性能测试;然后对双相机的测量重复性、三维坐标测量准确度与长度测量准确度进行测评;最后通过以上3个评价指标对双相机系统测量性能进行总体分析与评价。该方法测得某型双相机的自身测量重复性为0.027 mm,三维坐标测量准确度为0.060 mm,长度测量准确度为0.062 mm。据此推荐用测量重复性、三维坐标测量准确度、长度测量准确度3个指标对系统进行评价。

基于有限元模型的数字工业摄影测量相机二次检校

针对数字工业测量相机检校问题,在10参数相机畸变模型的基础上,提出一种基于有限元模型的二次检校方法,利用10参数模型补偿相机可预见性畸变差,剩余的不可预见性畸变差则利用有限元模型进行二次补偿。通过对INCA3量测型相机和CanonEOS 5D Mark Ⅱ、Nikon D2H非量测型相机的检校试验发现,量测型相机的机械结构稳定、成像噪声低、测量精度提高显著,但非量测型相机的精度提高不明显。

哈苏555ELD相机用于工业摄影测量的精度测试

利用平面测量点对哈苏555ELD相机用于工业摄影测量的测量精度进行测试试验,在2 m×3 m范围内其点位测量精度约为±0.13 mm,相对精度约为1/3万。分析影响其测量精度的因素,并提出通过提高成像质量及改进相机畸变模型的方法提高测量精度。

浅谈如何讲解“工程与工业摄影测量”

"工程与工业摄影测量"是一门现势性、应用性很强的课程。课程设置为选修课,课时量较小。如何在有限的教学时间内提高学生的学习兴趣,让学生掌握该课程的理论知识,是一件非常重要的事情。本文结合作者在中南大学为期5年的"工程与工业摄影测量"课程教学实践,分析了"工程与工业摄影测量"课堂讲解的重点和难点,提出在教学过程中充分利用案例教学和互联网查找知识的有利条件,课堂上通过案例教学逐步提高学生的学习兴趣和让学生掌握每个知识点在实际工程中的应用,课下通过对重要知识点布置作业和让学生组成兴趣小组自行进行实际工程的设计加深学生课堂学习的知识和自主学习能力,合理安排实验让学生掌握工程与工业摄影测量的相机检校和内外业操作。在近几年的教学实践过程中,发现该方法有效地提高了学生对该课程内容的掌握程度和学习兴趣,学习效果超越往届学生,实践结果充分证明了该方法的有效性。

工业摄影测量中的三维二次曲面面形分析

为了解决摄影测量中测量坐标系和工件设计坐标系不一致的情况下进行面形参数比较的问题 ,提出了三维二次曲面的面形分析方法 ,并在实验中验证其可行性。该方法首先用被测点的坐标值 ,由最小二乘法获得测量坐标系下的一般三维二次曲面方程的参数 ,然后经过坐标变换得到标准方程的参数 ,再把它与设计的参数相比较 ,并可以由获得的标准方程重构出被测物体的曲面图形。由于该方法具有普遍性 ,可以解决各种三维测量方法中类似的问题 。

工业摄影测量技术对抛光盘平面度的检测

针对光学器件加工中环形抛光机抛光盘形面趋势难以快速量化表征的难题,提出采用非接触、超便携的工业摄影测量技术对抛光盘平面度进行检测的方法。通过使用工业摄影测量系统对粘贴有测量靶标的抛光盘进行定期的旋转测量,可以有效地对抛光盘表面进行检测,经三次精抛试验就可以将抛光盘平面拟合误差从0.10mm降至0.04mm,并快速获取抛光盘平面度各类偏差数据。在抛光盘侧壁上布设基准点作为各次测量结果间的转换基准,还可以有效地判断抛光盘形面各区域的变化状况,这对于指导环抛机加工光学元器件具有重要意义。

工业摄影测量控制网网形对测量精度的影响研究

为了提高工业摄影测量系统的精度,从影响精度的几何因素出发,分析了不同因素对测量精度的影响程度,总结了工业摄影测量控制网的布设原则,通过试验反映出不同几何因素通过控制网网形对测量精度的影响,并在此基础上提出了工业摄影测量控制网优化设计的思路。

基于IGG3的数字工业摄影测量抗差光束法平差

数字工业摄影测量中,相机拍摄的不同相片得到的像点坐标被视为等精度观测值,其权值被定为单位权进行平差计算。自检校光束法平差能够有效的补偿系统误差,但测量过程中仍然不可避免地存在粗差和随机误差。为了进一步提高数字工业摄影测量平差计算结果的精度,结合抗差估计具有"充分利用有效信息,限制利用有用信息,排除有害信息"的特点,对自检校光束法平差方法进行改进,提出了一种基于IGG3的抗差光束法平差方法;并进行公共点转换实验和重复测量实验来评价其外符合精度和内符合精度。实验结果表明改进后的方法比原方法计算所得的结果精度更高。

用于工业摄影测量的可拆装比例尺设计

为了实现工业摄影测量中比例尺的便携携带和自动识别,设计了一种可拆装比例尺,通过机械结构实现了快速拼装的尺寸稳定性,通过编码点和特征点在射影变换中交比不变性原理实现比例尺的自动识别。比例尺由两根碳纤维管采用圆锥面拼接形成,两端设计安装有两个特征点和两个编码点。为了验证机械拼接对长度稳定性影响,通过影像测长仪对比例尺在三种不同拆装方式下进行了实验验证。实验结果表明比例尺经不同方式拆装,其拼接后的长度值一致性很好,最大误差为1. 3μm,多次测量结果最大误差均小于2μm。将比例尺应用于实际测量中,根据编码点和特征点在像面上交比不变性,实现了比例尺的自动识别。

像片数目对工业摄影测量精度影响研究

高精度工业摄影测量技术是现代工业制造的一种测量方法,在航空航天、机械制造、军事工业等领域得到了广泛的应用。提高工业摄影测量的精度则是该技术发展的重点之一,本文针对像片数目对工业摄影测量精度的影响做了研究,在控制如光照、反光标志材料、像中心点坐标精度等条件因素不变的情况下,采用固定网型一次性采集共计1200张像片,并等差随机分为17×3组不同像片数目组合,处理得出各组点三维坐标。以重复性作为精度评定标准,通过综合分析得出像片数目对工业摄影测量精度无实质性影响,为进一步研究如何提高摄影测量精度提供参考。

基于双经纬仪和数字工业摄影测量系统的天线安装与检测

针对天线安装过程中的控制点测量问题,采用双经纬仪系统建立测量坐标系,通过测量天线上已知坐标的几个控制点,将测量坐标系转换到天线坐标系后测量目标点坐标。在天线坐标系下,通过比较目标点坐标的测量值与其设计值来调整目标点的位置,直到符合精度要求,以此完成天线安装。最后,用数字工业摄影测量系统进行测量,并将测得结果与天线设计模型进行比对,以此检测天线安装精度。