激光經(jīng)緯儀精確“交會”實現(xiàn)機制研究.pdf

1、激光經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)利用與“視準軸”同軸的激光束實現(xiàn)對目標點的瞄準，能夠在大空間、大尺寸范圍實現(xiàn)對目標物體的快速、非接觸式測量，具有廣泛的應用前景。但由于激光經(jīng)緯儀伺服驅動系統(tǒng)空間角度分辨率的限制，隨著測量空間、尺寸的增大，難以保證“視準軸”精確瞄準目標點，從而制約了激光經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)的應用推廣。
　　本文以大型裝備精密裝配、制造對大尺寸坐標測量技術的應用需求為背景，以雙經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)為平臺，基于激光經(jīng)緯儀“視準軸”可視化條件，開展

2、了激光經(jīng)緯儀精確“交會”實現(xiàn)機制的研究。激光經(jīng)緯儀精確“交會”機制通過控制伺服驅動系統(tǒng)使經(jīng)緯儀以最小步進角為間隔對目標點進行多點掃描，通過高分辨率攝像機實時采集掃描點和目標點的位置關系圖像，利用圖像處理和相關算法實現(xiàn)經(jīng)緯儀精確瞄準目標點，從而實現(xiàn)精確“交會”的目的。激光經(jīng)緯儀精確“交會”機制利用“視準軸”激光束瞄準取代人眼瞄準，避免了人為誤差的影響，提高了測量效率。論文主要工作包括:
　　1.分析了當前大尺寸坐標測量技術在工業(yè)領域

3、的重要地位和發(fā)展前景，對目前應用最為廣泛的多種大尺寸坐標測量系統(tǒng)進行了原理概述，并結合大尺寸坐標測量技術在測量過程中對“交會”的需求，提出了一種激光經(jīng)緯儀精確“交會”的實現(xiàn)機制。
　　2.在分析經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)測量原理的基礎上，對經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)的交會控制方法進行了梳理和歸納。并進一步對經(jīng)緯儀測量系統(tǒng)非精確“交會”進行了誤差分析，從而提出了激光經(jīng)緯儀精確“交會”的思路與方案。
　　3.針對激光經(jīng)緯儀精確“交會”的實現(xiàn)機制，分析了

4、激光點特征提取、目標點坐標定位的方法以及攝像機鏡頭的變焦控制算法。根據(jù)測量需要，建立了三種激光經(jīng)緯儀精確“交會”的實現(xiàn)模型。
　　4.針對激光經(jīng)緯儀精確“交會”的實現(xiàn)方法，進行了系統(tǒng)仿真，初步證明了方法的可行性，并對精確“交會”測量方法的精度和不確定度進行了系統(tǒng)分析。
　　5.結合實驗室環(huán)境，基于實驗室儀器設備，搭建了激光經(jīng)緯儀測量平臺，并對三種精確“交會”實現(xiàn)方法逐一進行了實驗驗證，最后從不同角度對三種方法進行了比較和分析