基于攝像機光軸引導的激光經緯儀測量技術研究.pdf

1、大型裝備的設計和制造對世界各國經濟的長期穩(wěn)定發(fā)展起著至關重要的作用。隨著科學的發(fā)展及技術的進步，大型裝備的設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，對于生產設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。而生產技術和加工水平的不足，導致了大型裝備各分段在制造過程中難免會產生誤差，各分段制造誤差在拼接過程中累積，導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。
　　經緯儀測量系統由于具有測量精度高、可現場組建等特點，在工業(yè)大尺寸測量中有著廣泛的應用。但傳統經緯儀往往需要人工瞄準，效率較低，且不可避免地引入了人工瞄準誤差。采用具有伺服驅動功能的新型經緯儀，并結合視覺引導技術，有望實現經緯儀測量的自動化，并消除人為因素影響。本課題組前期已開展了視覺引導經緯儀自動測量技術的相關研究，但已有的精確引

3、導方法要求雙經緯儀多次微小移動，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策略等關鍵技術研究，通過建立攝像機光軸與經緯儀測量系統之間的關系，實現對經緯儀測量系統的快速精確引導，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的發(fā)展背景及現狀、大尺寸坐標測量系統在大型裝備制造行業(yè)的應用概況，明確了課題的研究背景、意義及主要

4、研究內容。
　　2、對電子經緯儀測量系統的測量原理、定向方法、理論最佳測量區(qū)域、測點誤差進行了研究。
　　3、對視覺引導經緯儀測量系統作了簡單介紹，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策略。在對坐標轉換理論進行研究的基礎上，構建了攝像機光軸與經緯儀測量系統間的關系模型。
　　4、對自動調焦的相關原理和方法進行了研究，設計了攝像機鏡頭的自動調焦控制電路，實現了視覺引導相機的自主調焦與控制。