摘要：为提高大尺寸数字摄影测量的测量精度,需要对目标点图像坐标进行精确的畸变修正,这依赖于精确的畸变修正模型及可靠的标定方法。通过建立随对焦状态和测量点物距变化的相机畸变模型,实现了任意对焦状态和物距下目标像点畸变量的计算。利用回光反射线建立了用于相机标定的共面垂线阵列测试场,并设计了借助高精度摄影测量系统和后方交会进行标定相机站位调整的方法。利用直线的透视成像依然为直线的原理设计优化目标,精确求解不同对焦状态和站位的相机畸变系数。为了验证模型的正确性和标定结果的准确性,设计了比较实验,实验结果表明,该方法给出的畸变量计算值与观测值间的相对误差不大于0.6%,而传统单一物距畸变模型的计算值同观测值间相对误差最大可达5%。数据说明,该畸变模型和相应标定方法能计算更为精确的畸变量,相对传统畸变模型能够进一步减少系统误差并提高摄影测量精度。

摘要：在三维测量点云数据与CAD模型配准过程中,设计了两种自由曲面CAD模型点云数据生成方法:等参数采样离散法和基于曲率的采样离散法。应用两种方法评价离散化结果:首先将点云数据进行曲面重构,并与原曲面比对;然后与三维测量点云数据进行配准,得到等参数离散间隔及基于曲率的离散密度对重构和配准误差的影响。实验表明:等参数方法和基于曲率的方法,当点云数据密度达到一定值时均对重构和配准没有影响;在同样点云数据的情况下,基于曲率的离散化方法精度高于等参数方法;但在最大重构误差一致时,基于曲率的方法需要的点云数据远小于等参数化方法所需要的。

摘要：由于现有以大数据量和计算量为基础的大尺寸动态视觉测量系统处理速度较慢,本文建立了一个高速大尺寸动态视觉测量系统,并对该系统涉及的特征点中心定位、编码点识别、相机定向等算法进行了并行化研究。首先,分析了在不同测量条件下各个主要算法的时间消耗情况及每个主要算法的并行性;然后,对常规的特征点中心定位和编码点识别算法做了介绍,分别提出了特征点中心并行快速定位和编码点并行快速识别算法,并详细说明了这两种并行快速算法的实现原理。最后,针对大量原子操作的问题,提出了线程束集体原子操作的优化方法。实验结果表明:在不损失定位精度和识别率的前提下,图像中包含300个点时的并行方案比串行方案的时间开销减少了42%,当点数达到20 000时,时间开销减少91%以上。实验显示提出的并行设计方案有效地提高了处理速度,解决了大尺寸动态视觉测量系统实时性差的问题。

摘要：设计一种综合应用激光三角法和二维机器视觉测量技术测量方法,实现对多高度小零件二维几何尺寸的测量。首先在测量高度范围内,利用线结构光进行高度测量标定,采用多项式拟合建立线结构光成像位置与高度的关系;用精密圆形靶标对不同高度平面进行二维尺寸标定,分别考虑不同高度平面坐标系映射到图像坐标系后光学放大率不同和坐标系间的不平行,CCD摄像机阵列垂直方向与水平方向不一定垂直的情况,以及光学镜头畸变等得到不同平面所在高度的二维尺寸测量标定参数,由此建立起各二维尺寸标定参数和高度的函数关系。对具有不同高度的小零件进行测量,并与三坐标测量机结果进行比对,多次测量的高度最大误差小于0.032mm,二维尺寸最大误差均小于0.08mm。

摘要：介绍一种钢水测温仪自动检测系统,阐述该系统的工作原理,着重介绍高精度信号源的硬件电路设计。用本检测系统输出的分辨率为1μV的mV级仿真热电偶信号对KZ-300BPR型测温仪进行了验证测试,结果表明各项测试指标(特别是动态参数)优于厂家检测沿用电位差计的性能指标。

摘要：为了检测数控转台位置精度,设计了光电自准直仪测量系统。系统采用面向对象的设计方法,实现相机和图像处理两个类的定义和封装。运用最小二乘拟合法,完成测量系统重复性实验和精度比对实验。重复性实验中测量值的标准差均小于0.4″,精度对比实验中,测量范围内单次测量误差小于2″,满足系统设计精度要求。实验结果表明,系统可完成自动测量,并用于数控转台位置精度自动检测。

摘要：基准尺作为摄影测量长度基准,其精度直接影响测量结果的准确性,为了保证基准尺长度的测量精度,设计了由气体静压导轨、激光干涉仪、CCD成像系统组成的测量系统。分析了影响测量精度的因素,并对组成基准尺的标志圆成像位置、CCD相机光轴、激光干涉仪、基准尺和CCD成像系统绕自身光轴旋转的调节误差进行了计算分析,用于指导CCD成像系统、激光干涉仪和基准尺的调节。最后应用该系统对基准尺进行多次测量,结果表明基准尺长度测量的标准差可达到1μm,满足工业摄影测量的要求。

摘要：工件自动配准在柔性生产装配中至关重要,其中装配工件CAD模型数据和实测点云数据的配准是关键技术之一。针对装配工件和CAD模型的配准问题,提出了一种基于工件四特征点的粗配准算法。获得配准物体CAD模型数据和实测点云数据后,该方法包含四步:点云数据取样,特征四点集提取,特征一致四点集寻找,计算变换一致性矩阵。以正方体为模型的仿真实验结果显示该配准方法正确可行,以维纳斯石膏像作为实验对象进行配准实验,当点云数据为80000点时,点到点的误差均值为0.0622mm。该算法稳定,配准结果可以作为精确配准算法ICP(Iterative Closest Point)等的叠代初值。

摘要：为了实现工业摄影测量中比例尺的便携携带和自动识别,设计了一种可拆装比例尺,通过机械结构实现了快速拼装的尺寸稳定性,通过编码点和特征点在射影变换中交比不变性原理实现比例尺的自动识别。比例尺由两根碳纤维管采用圆锥面拼接形成,两端设计安装有两个特征点和两个编码点。为了验证机械拼接对长度稳定性影响,通过影像测长仪对比例尺在三种不同拆装方式下进行了实验验证。实验结果表明比例尺经不同方式拆装,其拼接后的长度值一致性很好,最大误差为1. 3μm,多次测量结果最大误差均小于2μm。将比例尺应用于实际测量中,根据编码点和特征点在像面上交比不变性,实现了比例尺的自动识别。

摘要：为了实现对大型槽式太阳能发电聚光器曲率及尺寸规格的监控测量,设计了一种新型用于数字近景工业摄影测量中的比例尺,实现了大视角全方位范围内拍摄的比例尺在像面中的准确识别。比例尺由温度系数小的长杆材料制成,其两端固定球心距离精确标定的回光反射球形标志和同轴圆环编码标志。对摄影测量像面图像处理,首先通过射影变换交比不变性原则确定像面编码标志的定位点,其次通过码值点获得码值,精确识别编码标志。最后利用已识别的编码标志和码值信息,结合射影变换交比不变性原则确定比例尺两端球形回光反射标志,实现比例尺的准确识别。实验结果表明,设计的新型比例尺,在沿着同轴圆环的圆周大视角方向拍摄获得的摄影测量像面图像,可以通过同轴圆环编码标志准确识别比例尺,可用于数字近景工业摄影测量中的比例尺的自动识别。