基于攝像機光軸引導(dǎo)的激光經(jīng)緯儀測量技術(shù)研究.pdf

1、大型裝備的設(shè)計和制造對世界各國經(jīng)濟的長期穩(wěn)定發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。隨著科學(xué)的發(fā)展及技術(shù)的進步，大型裝備的設(shè)計制造逐步向高精確化、高自動化方向邁進。由于大型裝備的制造比常規(guī)裝備的制造難度大，對于生產(chǎn)設(shè)備及制造場地的要求高，所以通常采用分段制造再拼接整裝的方式實現(xiàn)。而生產(chǎn)技術(shù)和加工水平的不足，導(dǎo)致了大型裝備各分段在制造過程中難免會產(chǎn)生誤差，各分段制造誤差在拼接過程中累積，導(dǎo)致整裝的大型裝備制造精度下降，無法滿足實際要求。因此，在大型裝備各

2、分段的制造過程中，對各分段裝備的高精度、高效率的測量手段將極大的提高大型裝備制造精度和制造效率。
　　經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)由于具有測量精度高、可現(xiàn)場組建等特點，在工業(yè)大尺寸測量中有著廣泛的應(yīng)用。但傳統(tǒng)經(jīng)緯儀往往需要人工瞄準(zhǔn)，效率較低，且不可避免地引入了人工瞄準(zhǔn)誤差。采用具有伺服驅(qū)動功能的新型經(jīng)緯儀，并結(jié)合視覺引導(dǎo)技術(shù)，有望實現(xiàn)經(jīng)緯儀測量的自動化，并消除人為因素影響。本課題組前期已開展了視覺引導(dǎo)經(jīng)緯儀自動測量技術(shù)的相關(guān)研究，但已有的精確引

3、導(dǎo)方法要求雙經(jīng)緯儀多次微小移動，測量效率低。針對該問題，本論文開展了基于攝像機光軸的精確引導(dǎo)策略等關(guān)鍵技術(shù)研究，通過建立攝像機光軸與經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)之間的關(guān)系，實現(xiàn)對經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)的快速精確引導(dǎo)，該方法在保證測量精度的同時，又提高了測量效率。
　　論文的主要研究內(nèi)容包含以下幾個方面：
　　1、分析了大型裝備制造及大尺寸精密測量技術(shù)的發(fā)展背景及現(xiàn)狀、大尺寸坐標(biāo)測量系統(tǒng)在大型裝備制造行業(yè)的應(yīng)用概況，明確了課題的研究背景、意義及主要

4、研究內(nèi)容。
　　2、對電子經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)的測量原理、定向方法、理論最佳測量區(qū)域、測點誤差進行了研究。
　　3、對視覺引導(dǎo)經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)作了簡單介紹，并指出了其中存在的問題，針對該問題提出了基于攝像機光軸的精確引導(dǎo)策略。在對坐標(biāo)轉(zhuǎn)換理論進行研究的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了攝像機光軸與經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)間的關(guān)系模型。
　　4、對自動調(diào)焦的相關(guān)原理和方法進行了研究，設(shè)計了攝像機鏡頭的自動調(diào)焦控制電路，實現(xiàn)了視覺引導(dǎo)相機的自主調(diào)焦與控制。