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国内对于近景摄影测量系统的计量校准

编辑:永利电玩城????来源:未知????发布时间:2019-06-05 10:13????浏览量:
0 引言
数字化近景摄影测量利用数字相机从不同方向和位置获取待测物体的多幅数字像片, 经过像片匹配及数学运算得到待测点的三维坐标, 进而得到了待测物体的几何尺寸。数字化近景摄影测量与其它三维测量手段相比, 具有一系列优点: 这是一种非接触的测量方式, 能够瞬间获取被测物体的大量信息, 适用于物体的外形和运动状态的测量。随着以数字制造为核心的先进制造工业的迅速发展, 数字化近景摄影测量系统( 以下简称: 摄影测量系统) 被广泛应用于国防、高端制造领域, 如汽车船舶、航空航天、核电风电装备等, 因而对于摄影测量系统的永利电玩城需求也越来越大。为了保证摄影测量系统测量数据的准确可靠, 就必须研究其永利电玩城方法和装置, 解决其量值溯源问题, 为此国内外计量机 构 均 开 展 了 深 入 研 究, 并 取 得 了 一 系 列进展
 
1 国内永利电玩城方法研究
中国计量科学研究院自 2009 年承担原质检总局质检行业公益专项《三维数字化近景摄影校准及测量装置的研究》项目, 进行摄影测量系统永利电玩城方法研究, 设计和实现了一套校准系统用于摄影测量系统测量误差的校准[4] 。该系统由空间框架组和多边定位系统组成。空间框架组用于摄影测量系统的校准, 多边定位系统用于空间框架组的量值溯源。
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如图 4, 空间框架组有正八面体和立方体两种形式。正 八 面 体 的 特 点 是 杆 的 长 度 一 致, 都 是600mm, 而立方体则使用两种不同长度的杆。空间框架的顶点有磁力靶座, 用于安装球形棱镜( SMR)或钢球。安装钢球可由坐标测量机测量顶点的坐标, 钢球换为 SMR 则可由激光跟踪仪或多边定位系统测量顶点的坐标, 由坐标计算得出相邻顶点的距离。本永利电玩城系统的评价方式类似 VDI /VDE 2634,用摄影测量系统测量顶点换为摄影测量半球的空间框架, 测量值减去参考值即为长度测量误差。对空间框架中不同尺寸和方向的标准值进行测量, 就可以评价摄影测量系统的测量精度。
 
2012 年, 中国计量科学研究院建立了高速摄影测量系统及校准装置, 如图 5。高速摄影测量系统利用立体视觉方法, 实现运动物体测量。校准装置包括 5m 花岗岩导轨和直线电机驱动的气浮滑块,滑块最高运动速度为 2m /s, 用于校准高速摄影测量系统。2014 年, 中国计量科学研究院建立了范围约为4. 6m × 3. 5m × 0. 5m 的摄影测量校准场。如图 6,该校准场由激光干涉仪及高速运动导轨、铟钢杆基准尺、碳纤维基准尺等构成。中国计量科学研究院同期建立“室内 80m 长度标准装置”社会公用计量标准, 为我国大尺寸仪器溯源提供溯源源头, 为数字化近景摄影测量系统和摄影基准尺提供量值溯源服务。北京长城计量测试技术研究所也进行了摄影测量系统的校准研究, 研制专用的标准器和相应的永利电玩城方法。校准系统分为三类: 静态参数校准系统、动态参数校准系统和现场校准系统。静态参数包括标准器参数、三维空间点参数; 动态参数包括圆周动态参数和直线动态参数; 现场校准系统主要包括现场用的便携式标准器, 可进行量值传递和现场永利电玩城[5] 。
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1) 静态参数
校准系统标准器主要包括摄影测量基准尺、三维空间标准器和空间校准墙等。三维空间标准器是 2m × 2m × 1. 5m 的正八面体。该标准器具备以下特性: 结构稳定可靠、对环境温度不敏感、量值可溯源。结构可靠性是由八面体特殊结构保证的, 采用铟钢作为主体材料以保证环境的不敏感性。量值溯源主要是采用多边测量方法进行溯源, 通过多个激光干涉系统对多面体点位进行测量。空间校准墙是在空间内布置多个长度的基准尺, 保证基准尺具备各个方向, 具备三维空间参数标准, 检验摄影测量系统三维测量能力。同时, 可以通过多个激光跟踪仪采用统一空间测量网络的方法对空间校准墙进行标定, 以多站位协同测量优化后的值对空间校准墙的参数进行赋值, 提高数值准确度, 完成量值传递[6] 。
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2) 动态参数
校准系统摄影测量系统具备数据传输快、测量频率高的特点, 具备动态测量的先决条件, 同时多相机的摄影测量系统可以通过外部触发装置解决多站位同步测量问题, 可有效规避多站位测量数据不同步的问题。这些优势可应用到运动目标的高精度跟踪测量中, 例如大部件装配过程中实时测量、AGV 实时监控引导等, 因此对摄影测量系统的动态参数需要进行校准。永利电玩城方法主要是利用高精度控制装置形成标准运动曲线, 根据曲线分类可分为圆周动态校准装置和直线动态校准装置。圆周动态永利电玩城装置用于解决多相机摄影测量系统的圆周运动的动态校准问题。高精度转动伺服电机带动圆台转动, 使用摄影测量系统对设置在圆台上的标准球棒两端的摄影测量目标进行匀速运动参数的校准。永利电玩城装置的长度量参数可以通过标准球棒向长度量传体系溯源, 运动动态参数可以通过转速表向时间频率量传体系溯源。直线动态 校 准 装 置 用 于 解 决 多 相 机 摄 影 测量系统的 直 线 匀 速 运 动 的 动 态 校 准 问 题。基 于直线运动导轨和伺服电机驱动, 使用摄影测量系统对设置在导轨上的摄影测量目标进行匀速运动参数的 测 试 进 行 校 准。校 准 装 置 的 长 度 量 参数可以通过双频激光干涉仪向长度量传体系溯源, 运动动态参数可以通过频率计向时间量传体系溯源。
 
3) 现场校准系统
现场永利电玩城系统主要由便携式校准器组成, 可用于工程现场条件下的小型三维参数标准装置、用于在现场检测摄影测量系统的坐标测量精度。一般采用碳纤维或铟钢来减小现场温度等环境对便携式标准器的影响, 主要采用正四面体结构, 如图 7。四面体边长可根据现场需求定制, 边长可为 100 ~ 800mm, 坐标不确定度 U = 0. 005mm( k =2) 。
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2 结束语
目前摄影测量系 统 的 主 要 校 准 方 法 是 参 考VDI /VDE 2634 准则, 国外的 PTB、NIST、NPL 等计量机构对该准则进行解读并研究了相应的永利电玩城方法和校准装置, 国内的计量机构中国计量科学研究院和北京长城计量测试技术研究所也对摄影测量系统的永利电玩城问题进行了深入研究, 对其参数进行分类和总结, 满足摄影测量系统在实验室和现场环境下的静态、动态多参数的永利电玩城要求, 有效推动了摄影测量系统的量值溯源工作, 为实际工程中和实验室条件下的数字化摄影测量系统的校准提供有效的支撑。

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