激光經(jīng)緯儀精確“交會(huì)”實(shí)現(xiàn)機(jī)制研究.pdf

1、激光經(jīng)緯儀測(cè)量系統(tǒng)利用與“視準(zhǔn)軸”同軸的激光束實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)點(diǎn)的瞄準(zhǔn)，能夠在大空間、大尺寸范圍實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的快速、非接觸式測(cè)量，具有廣泛的應(yīng)用前景。但由于激光經(jīng)緯儀伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)空間角度分辨率的限制，隨著測(cè)量空間、尺寸的增大，難以保證“視準(zhǔn)軸”精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)，從而制約了激光經(jīng)緯儀測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用推廣。
　　本文以大型裝備精密裝配、制造對(duì)大尺寸坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用需求為背景，以雙經(jīng)緯儀測(cè)量系統(tǒng)為平臺(tái)，基于激光經(jīng)緯儀“視準(zhǔn)軸”可視化條件，開(kāi)展

2、了激光經(jīng)緯儀精確“交會(huì)”實(shí)現(xiàn)機(jī)制的研究。激光經(jīng)緯儀精確“交會(huì)”機(jī)制通過(guò)控制伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使經(jīng)緯儀以最小步進(jìn)角為間隔對(duì)目標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行多點(diǎn)掃描，通過(guò)高分辨率攝像機(jī)實(shí)時(shí)采集掃描點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)的位置關(guān)系圖像，利用圖像處理和相關(guān)算法實(shí)現(xiàn)經(jīng)緯儀精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)精確“交會(huì)”的目的。激光經(jīng)緯儀精確“交會(huì)”機(jī)制利用“視準(zhǔn)軸”激光束瞄準(zhǔn)取代人眼瞄準(zhǔn)，避免了人為誤差的影響，提高了測(cè)量效率。論文主要工作包括:
　　1.分析了當(dāng)前大尺寸坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域

3、的重要地位和發(fā)展前景，對(duì)目前應(yīng)用最為廣泛的多種大尺寸坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了原理概述，并結(jié)合大尺寸坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)在測(cè)量過(guò)程中對(duì)“交會(huì)”的需求，提出了一種激光經(jīng)緯儀精確“交會(huì)”的實(shí)現(xiàn)機(jī)制。
　　2.在分析經(jīng)緯儀測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量原理的基礎(chǔ)上，對(duì)經(jīng)緯儀測(cè)量系統(tǒng)的交會(huì)控制方法進(jìn)行了梳理和歸納。并進(jìn)一步對(duì)經(jīng)緯儀測(cè)量系統(tǒng)非精確“交會(huì)”進(jìn)行了誤差分析，從而提出了激光經(jīng)緯儀精確“交會(huì)”的思路與方案。
　　3.針對(duì)激光經(jīng)緯儀精確“交會(huì)”的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，分析了

4、激光點(diǎn)特征提取、目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)定位的方法以及攝像機(jī)鏡頭的變焦控制算法。根據(jù)測(cè)量需要，建立了三種激光經(jīng)緯儀精確“交會(huì)”的實(shí)現(xiàn)模型。
　　4.針對(duì)激光經(jīng)緯儀精確“交會(huì)”的實(shí)現(xiàn)方法，進(jìn)行了系統(tǒng)仿真，初步證明了方法的可行性，并對(duì)精確“交會(huì)”測(cè)量方法的精度和不確定度進(jìn)行了系統(tǒng)分析。
　　5.結(jié)合實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，基于實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備，搭建了激光經(jīng)緯儀測(cè)量平臺(tái)，并對(duì)三種精確“交會(huì)”實(shí)現(xiàn)方法逐一進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，最后從不同角度對(duì)三種方法進(jìn)行了比較和分析