24573.基于數(shù)模及視覺引導(dǎo)的經(jīng)緯儀自動(dòng)測量技術(shù)研究

1、基于基于數(shù)模數(shù)模及視覺引導(dǎo)視覺引導(dǎo)的經(jīng)緯儀自動(dòng)測量的經(jīng)緯儀自動(dòng)測量技術(shù)技術(shù)研究研究StudyontheTheodoliteAutomaticMeasurementTechnologybasedonDataModuleVisionGuidance學(xué)科專業(yè)：儀器科學(xué)與技術(shù)研究生：康杰虎指導(dǎo)教師：吳斌副教授天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院二零一二年十二月I摘要電子經(jīng)緯儀交匯測量是一種傳統(tǒng)的大尺寸坐標(biāo)測量手段，在大型工件的集成制造與精密裝配等基

2、礎(chǔ)工業(yè)與重工業(yè)領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用，為大尺寸坐標(biāo)精確測量提供了有效支撐。但由于測量中，需要人工瞄準(zhǔn)，操作繁瑣，效率低，且測量精度易受人工瞄準(zhǔn)等誤差的影響。本文以大型艦船建造過程中，大型分段的現(xiàn)場、快速、自動(dòng)、高精度測量需求為應(yīng)用背景，在傳統(tǒng)經(jīng)緯儀測量方法的基礎(chǔ)上，引入視覺測量原理機(jī)制，提出一種基于激光電子經(jīng)緯儀實(shí)現(xiàn)船舶分段自動(dòng)測量新方法。該方法利用與經(jīng)緯儀視準(zhǔn)軸同軸的準(zhǔn)直激光在被測工件表面構(gòu)建測量標(biāo)志，無需合作靶標(biāo)，同時(shí)也避免了在大尺寸工件

3、上、大量測量標(biāo)記的人工粘貼環(huán)節(jié)。另外，以工件理論設(shè)計(jì)數(shù)模文件為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)的快速、自動(dòng)的粗略引導(dǎo)，使之指向測量特征點(diǎn)理論空間位置（即實(shí)際特征附近區(qū)域）。同時(shí)，進(jìn)一步結(jié)合多分辨率視覺成像跟蹤裝置，引導(dǎo)經(jīng)緯儀系統(tǒng)的精確交會(huì)于待測特征，實(shí)現(xiàn)大尺寸空間大型工件的自動(dòng)、快速、高精度測量。其中，多分辨率相機(jī)跟蹤瞄準(zhǔn)代替了人眼瞄準(zhǔn)，減少了人為誤差的影響；同時(shí)，以數(shù)模數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)經(jīng)緯儀系統(tǒng)的自動(dòng)、快速引導(dǎo)，也提高了系統(tǒng)的整體測量測量效率

4、。論文主要研究內(nèi)容和工作如下：1、分析了國內(nèi)外船舶制造業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，現(xiàn)有大尺寸坐標(biāo)測量系統(tǒng)在造船行業(yè)的應(yīng)用情況，針對目前分段數(shù)字化造船的發(fā)展需求，提出了一種基于數(shù)模及視覺引導(dǎo)的經(jīng)緯儀自動(dòng)測量的新方法。2、對電子經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)測量原理、定向算法以及理論最佳測量點(diǎn)和測量區(qū)域進(jìn)行了理論分析。3、基于空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換理論和攝像機(jī)標(biāo)定技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了雙經(jīng)緯儀、攝像機(jī)和二維轉(zhuǎn)臺(tái)的空間相對位置關(guān)系的標(biāo)定。4、研究了采用數(shù)模文件和視覺跟蹤的方式引導(dǎo)經(jīng)緯儀測量系