面向近景工业摄影测量的分层式相机标定方法

针对近景工业摄影测量中镜头自动对焦导致相机内参数波动进而降低测量精度的问题,提出一种分层式相机标定方法。分析了基于平面棋盘格的相机标定技术,阐述了数码单反相机的自动对焦原理及其如何影响相机主距的变化,重点分析了分层式相机标定方法的基本思想。分层式相机标定实验揭示了相机内参数及畸变系数随着标定距离变化的规律,精度评价实验的结果表明,依据摄影距离选择合适的相机内参数能够显著提高近景工业摄影测量的精度。

基于近景工业摄影的三维视觉测量

针对接触式三维测量技术用于大型复杂工件测量时效率和自动化程度低的问题,提出了基于近景工业摄影的三维视觉测量方法。首先介绍了近景工业摄影测量的工作原理,然后依次研究了其中的关键技术:标志点中心坐标的精确定位,基于本质矩阵分解的相对定向和光束法平差解算。大尺寸棋盘格角点之间的距离测量用于精度测试,结果表明,测量精度优于0.15mm/m。选取小型卫星天线为实验对象,计算了粘贴在天线表面所有标志点的三维坐标,并拟合出天线的三维曲面结构。

数字近景工业摄影测量系统测量重复性研究

测量重复性是数字近景工业摄影测量系统精度测评的重要指标。本文按照GB/T34890-2017《数字摄影三坐标测量系统的验收检验和复检检验》的规定,评定了数字近景工业摄影测量系统的测量重复性,并与JJF1033-2016《计量标准考核规范》的评定方法、计算值进行了比较。通过评定发现:GB/T34890-2017规定的评定方法所得测量重复性略偏大,但计算方便,计算结果反映了摄影测量系统的稳定性水平。

汽车模具泡沫实型的三维光学快速检测研究

针对大型复杂曲面工件,现有的测量设备很难实现三维全尺寸质量检测的难题。针对汽车大型模具泡沫实型的快速检测要求,分析了三维光学测量的原理,提出了基于工业摄影测量XJTUDP系统的检测方案,并进行了试验验证。结果表明:"XJTUDP三维光学点测量系统"的相对精度达到1/60000～1/150000,"XJTUOM型三维光学密集点云测量系统"精度达到0.03mm,完全满足要求,而且检测速度快,可以解决大型模具的快速检测难题。

基于寻找最佳起始点的编码标志点解码研究

目前在数字近景工业摄影测量中,针对环形编码标志点的解码方法,通常采取在编码带上选取任意一点作为解码的起始点,按一定方向读取编码带,完成环形编码标志点身份信息的读取。理论上讲,该方法是可行的。但是由于图像噪声等因素的影响,任意选取解码起始点的方法存在较大误差,这种误差有时对于最终的测量结果是不允许的。针对上述问题,提出了一套基于寻找最佳起始点的环形编码标志点解码方法。该方法在编码标志点位置已确定的基础上,通过构造解码椭圆、坐标逆变换、寻找最佳起始点、读取并输出编码带信息等步骤,较精确地实现标志点的解码。提出的解码理论在实验室环境下通过采用Matlab2010对不同类型的拍摄图片进行验证,结果表明具有较好的鲁棒性,可以满足实际测量的要求。

大型工件成形快速应变测量技术

针对目前大型工件在成形过程中应变测量的实际问题,提出了一种快速视觉测量方案,在采用近景工业摄影测量与坐标网格相结合的基础上,进行基于公共点的三维测量数据拼接可以高效地实现大型工件成形后表面全场应变的快速测量,通过对某汽车顶盖冲压零件表面应变的测量,验证了该方法的可行性和有效性。