V-STARS数字摄影三坐标测量系统的精度测试及应用

以激光跟踪测量系统和经纬仪测量系统所测量值为参照,对V-STARS单相机系统的平面与坐标测量精度进行了比对测试,并测试了其重复性;此外还对双相机系统的平面度测量结果与单相机的进行了比较.测试结果表明V-STARS单相机系统在2.5 m范围内测量精度优于0.03 mm.利用V-STARS系统对某17.2 m口径网状天线的型面进行了检测,测量精度优于0.3 mm,并使天线型面精度调整到3 mm以内,满足了设计要求.     

跟踪测距式三维坐标视觉测量系统

提出了一种跟踪测距式视觉坐标测量系统,主要由一架摄像机、一台激光测距仪、一台计算机和一支光笔组成。测量时,摄像机测量光笔上四个光反射点的方向,依据这些方向激光测距仪可跟踪捕捉到任一光反射点,并测量出某一光反射点到激光测距仪的距离,由测得的方向和距离系统可计算出光笔笔尖接触点的三维坐标。根据四点透视问题(P4P)原理建立了系统的数学模型,由于摄像机测得的距离参数的引入,使得该数学模型(P4P问题)可以线性求解,而且解具有唯一性,推导出了被测点三维坐标的求解公式。和单摄像机视觉坐标测量系统的比对实验结果表明,在Z,Y,X轴方向上的测量稳定性精度可分别提高0.366mm、0.031mm和0.011mm。     

双相机工业摄影测量系统测量性能测试方法研究

双相机工业摄影测量系统的广泛应用使其测量性能越来越受到关注,如何准确合理地评价系统的测量性能,并制定相应检定规范是目前亟待解决的问题。针对双相机系统测量性能的测试问题提出一套系统的方法:首先对双相机系统的摄影距离和基线长度等结构参数进行实验,并选择最佳参数进行系统的测量性能测试;然后对双相机的测量重复性、三维坐标测量准确度与长度测量准确度进行测评;最后通过以上3个评价指标对双相机系统测量性能进行总体分析与评价。该方法测得某型双相机的自身测量重复性为0.027 mm,三维坐标测量准确度为0.060 mm,长度测量准确度为0.062 mm。据此推荐用测量重复性、三维坐标测量准确度、长度测量准确度3个指标对系统进行评价。     

计算机单目视觉测量系统

为了精确实现对空间物体的测量,提出了利用线激光、单CCD相机、小孔成像与激光面约束模型的激光线测量法。引进三维信息已知的标准阶梯块,作为激光面约束的标定块。由计算机控制摄像头对实物连续拍摄和实时处理,提取激光线上的像素坐标,利用建立的模型将二维坐标转换成三维坐标,再以点云的形式重构出物体,实现三维自动测量。实践中检测系统测量精度可达到0.05mm。     

简介CORDAX坐标测量系统

IntroductionCORDAXCoordinateMeasuringSystemZhuWenboORDAX坐标测量系统是由美国的吉丁斯·路易斯（G&L）公司自动测量与控制集团的谢菲尔德（SHEFFIEID）工厂生产的，它是当今世界上机床与工厂生产自动化系统的第一流生产制造厂商和成套设备供应商。其产品已在美、英、法、德、日、意等国得到大量的应用。目前CORDAX坐标测量系统已在北京、沈阳、丹东、上海、咸阳、成都、昆明、深圳等地的中外合资企业和国有大企业被广泛使用，效果很好。至1993年底销售量已超过1万台。·SUMMIT起精密坐标测量机（CMM）系列SUMMIT系…     

光笔式单摄像机三维坐标视觉测量系统

提出了一种光笔式单摄像机三维坐标视觉测量系统,系统主要由一支光笔、一架摄像机、一台笔记本电脑组成.光笔是一种手持式触发测头,在笔休上装有三个与球形笔尖测头中心成一条直线的点光源(发光二极管).测量时使笔尖测头接触被测物体表面,摄像机摄取笔体上三个发光二极管的像,由三个发光二极管的像面坐标就可计算出被测点的三维坐标.运用三点透视原理(P3P)建立了系统的数学模型并推导出了被测点坐标的求解公式.在三坐标测量机上做对比实验,实验测试结果表明,该系统达到了大尺寸现场测量要求的精度.     

伺服定位技术汽车大梁视觉测量系统研究

为实现对汽车底盘大梁上装配孔孔径和孔位尺寸的自动测量,设计基于伺服定位技术的视觉测量系统.基于大梁CAD设计图上装配孔的分布特征,划分目标图像采集区域,提取拍摄单帧图像时相机的位置坐标,并以该坐标值控制伺服电机运动和启停,触发相机采集目标图像;同时,伺服电机编码器反馈位置坐标给驱动器,为图像测量提供位置基准,对单帧图像上装配孔的圆心坐标进行归一化处理,从而实现对整个大梁尺寸的自动测量.实验结果表明:该系统对大梁装配孔的孔径尺寸测量误差约0.30 mm、孔位尺寸测量误差＜0.90 mm,能够实现汽车大梁关键尺寸非接触、全自动测量.     

现代三坐标测量机的开发

开发了一种高精度三维坐标测量机,它包括一套激光测头系统和高性能的伺服机构,具有精确控制、定位优化、三级减速近似、在线位置修正和光滑算法等功能.实验结果表明,在6 400 mm×2 100 mm×1 500 mm的整个测量范围内,测量精度优于30 μm;在区域范围内,测量精度优于8 μm,采样速率超过1 000点/min.该测量系统的测量效率很高.另外,还可以用于测量软材料表面.     

光笔式便携三维坐标视觉测量系统的建模与分析

提出了一种新型视觉坐标测量系统--光笔式柔性三坐标视觉测量系统,基于空间坐标变换及共线三点透视成像原理建立了视觉测量系统的非线性测量方程,通过仿真验证了所建立的测量系统模型的正确性,并且分析了影响系统精度的因素.     

坐标测量机的精度及评定方法

本文对ＩＳＯ－１０３６０－２坐标测量机的性能评定标准作了分析，并对一些影响坐标测量精机的因素作分析，给出一些间埋藏同测试结果和测量机部分测试结果。     

利用正弦条码尺实现位移测量

根据一维正弦条码对位移进行编解码的原理,提出了一种绝对位移和相对位移测量的新方法。该方法通过对一维正弦条码图像进行傅里叶频谱分析, 根据首条码的相位值进行粗定位,并对该条码进行中心几何定位实现连续位移的精确测定。误差分析表明:位移测量误差完全取决于首条码中心几何定位。为此,采用亚像素定位技术建立了正弦条码尺测位移的原理装置,并对 2米远处步距分别为 1.5cm 和 1mm 时正弦条码尺的两种垂直位移进行了测量,测量值的最大误差为 0.036mm,标准差优于 0.024mm。     

双视角三维测量系统同时标定方法

针对现有标定方法在相机无公共视场情况下的局限性,本文提出使用双平面标定板对双相机进行同时标定的方法。通过推导两个相机与两个标定板间的坐标变换,将待标定相机与参考相机的相对位姿关系的求解转换为较为成熟的手眼标定方程求解。通过实验验证:该方法可实现双相机的同时标定,且方法的绝对误差不超过0.089 mm,较为可靠;在双视角三维测量系统中,与相位-深度的累积误差不超过0.116 mm,可为进一步的数据融合提供可靠的初值。此外,由于本方法灵活方便,可适用于多视角三维测量系统的同时标定。     

Study of a pose-relay videometric method using a parallel camera series

This study proposes a pose-relay videometric method that uses a parallel camera series and is applicable to measuring deformation between nonintervisible and intervisible objects with a very wide angle of view. The measuring system is constructed by adding symmetrical cameras to the pose-relay stations of a single camera measuring system to improve its robustness and precision. An adjustment data fusion method is suggested to take full advantage of the data redundancy among neighboring relay stations in the proposed system. Simulated results show that the adjusted method enhances the measuring precision achieved with the classic weighted average data fusion method owing to its use of the restraint condition inherent in the system.     

采用光栅投影的三维测量方法

提出一种新的三维坐标测量方法,该方法基于光栅投影、相移和三角测量等测量方法。与传统的光学测量方法不同,测量系统采用两个CCD相机记录投影光栅,减小了测量误差,提高了测量精度。测量实验结果在各个坐标上的精度分别为?靘,?靘,?8.5靘,总体精度优于20靘,证明了该方法的先进性和可行性。     

Research on the application of single camera stereo vision sensor in three-dimensional point measurement

A single camera stereo vision sensor model based on planar mirror imaging is proposed for measuring a three-dimensional point. The model consists of a CCD camera and a planar mirror. Using planar mirror reflections of a scene, a picture with parallax is obtained by shooting the target object and its virtual image. This is equivalent to shooting the target object from different angles with the camera and the virtual camera in the planar mirror, so it has the function of binocular stereo vision. In addition, the measurement theory of the three-dimensional point is discussed. The mathematical model of a single camera stereo vision sensor is established, the intrinsic and extrinsic parameters are calibrated, and the corresponding experiment has been done. The experimental results show that the measuring method is convenient and effective; it also has the advantages of simple structure, convenient adjustment, and is especially suitable for short-distance measurement with high precision.     

数码相机的亮度分布测试研究

在数码相机测光原理和数字图像处理的基础上利用均匀亮度源对数码相机进行光学标定,获取数码相机采集到的图像灰度值与曝光量之间的确切关系,并以此来获得亮度回归公式.在均匀亮度源标定下数码相机的亮度回归曲线的相关系数R2达到了0.984 5.利用标定完的数码相机进行亮度测试时取得了很好的实验效果,并且在进行点目标物亮度测试时相对误差可以控制到5%左右,在进行面目标物亮度分布测试时整体误差基本上可以控制到10%左右.     

基于标准球的显微图像测量系统标定方法

提出一种利用标准球对显微图像测量系统进行标定的方法．该方法利用显微系统小视场小景深的成像特点简化计算模型,减少标定参数．通过标准球图像在水平和垂直方向上的直径比计算比例因子;利用标准球边缘图像的边缘点集．运用优化的方法来计算成像系统的畸变系数和主点位置．系统的放大倍数由标准球的实际直径来标定得出．利用标准球在多摄像机公共视场内其轮廓在任何位置均可见这一特性,可同时对显微图像测量系统中的多个摄像机进行标定,简化标定过程．实验结果表明,该方法标定精度较高,标定后的测量系统的极限误差3σ为2．4μm．     

线列 CCD 像机交汇测量精度分析

目的　探讨提高线列 CCD像机交汇测量精度 ,在此基础上分析了 CCD像机交汇测量的原理 .方法　采用空间虚拟的光电靶代替实物靶来实现对弹丸目标脱靶量的实时获取 .结果与结论　在分析了 CCD像机测角精度与布站方式等影响交汇测量精度的因素后 ,对光电靶面上不同位置点的 CCD像机交汇坐标测量结果进行了计算 ,最终给出了测量精度与布站的关系 .CCD像机视轴正交时系统具有最高的测量精度 .     

A 12-camera body scanning system based on close-range photogrammetry for precise applications

A precise 3D body scanning system, designed for applications in the medical and biomedical field, is described. The system consists of 12 digital cameras, mounted on a rigid frame which maintains the B/H ratio constant. An LED lighting system, integrated with the rigid frame, ensures a homogenous illumination of the subject. A modified firmware installed on each device enables the synchronised remote release driven by remote control. Data transmission to the computer is carried out wirelessly. A process for the estimation of the extrinsic camera parameters has been implemented with the aim of obtaining a 3D model in 1:1 scale. Analyses have been performed in order to state the repeatability of the process used to estimate the external camera calibration parameters as well as the precision of the 3D digital models of a body obtained for a mannequin and for a live human subject.     

基于三次拟合方程畸变校正的光电测量系统

在大视场光电测量系统中,光学系统产生的畸变使目标在线阵CCD上的成像偏离了理论成像点,导致系统产生测量误差.为了减小该误差,提高系统的测量精度,根据畸变产生机理,设计了由11个等距目标点组成的畸变检测装置.根据检测得到的系统实际畸变变化情况,需要拟合出系统测量时目标点在线阵CCD上成像位置的补偿方程.以检测装置测量拟合得到的三次补偿方程作为畸变校正的数学模型编写了测量校正程序,对光电测量系统进行了实验检测.测量结果表明,当目标物物高为200.115mm时,按照拟合的补偿方程进行计算补偿,可将畸变误差从校正前的-2.08mm提高到校正后的0.05mm,并使系统整体检测精度从1.039%提高到0.025%.