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三維尺寸測量方法及發展趨勢
- 2019-05-10-

   三維尺寸測量方法及發展趨勢

   隨著科學技術和工業生產的迅猛發展,許多領域越來越多地提出了對三維工件尺寸和形狀參數測量的要求。目前人們雖然已經成功地開發出許多種測量方法及儀器,但是由於它們都存在成本、測量範圍、測量精度及測量速度等多方麵的限製,還不能滿足科技和生產發展的需要。本文針對國內外的發展現狀,對現有的三維工件測量方法進行概述,指出它們存在的優缺點,並根據需要對它們的發展趨勢進行了預測。

   目前國內在光學三維測量領域主要是應用三坐標測量機,但三坐標測量機隻能針對一些中小尺寸的產品進行測量,且對環境要求較高。而大尺寸的測量多數是在室外,甚至是在野外惡劣條件下進行,三坐標測量機則無法滿足其要求。因此,現在更多使用的是國外的進口儀器,主要是英國雷尼紹公司、德國Gom公司、日本羅蘭公司和英國泰勒霍普森有限公司的相關產品。國內天津大學葉聲華教授所在的精密測試技術及儀器國家重點實驗室也對激光雷達做了深入研究並取得了顯著成果;中航工業聯合哈爾濱工業大學、天津大學、北京交通大學等高校,依托中航工業強度所、北京空間機電研究所、中國電科38所等應用單位,開展“全視角高精度三維測量儀的開發和應用”項目。但國內產品無論是測量精度、效率、實時性,還是數據處理等,都與國外產品存在著較大的差距。

   因此我國開始加快大尺寸三維測量儀的研發,旨在打破國外技術壟斷和儀器封鎖,攻克超高速、高分辨率視覺傳感器和核心測量算法,研發具有實時、非接觸、多點同步等功能的大尺寸精密測量儀器,並建立視覺三維測量儀器的研發基地、生產基地和係統集成驗證中心,最終使大尺寸三維測量服務於我國大型工業裝備的研發和製造。

   三攝像機視覺測量係統是多攝像機視覺測量係統的一個特例,是人們在進行立體視覺測量時為減小特征點誤匹配常采用的一種方法,該係統通

   常將外部參數已經精確校準的三台攝像機固定在一個支架上,利用三台攝像機對被測空間點進行成像來確定其空間位置,如Krypton公司推出的400-CMM和600-CMM係統。測量時將係統任意擺放在被測件附近,使被測體處於係統視場範圍內,通過光學接觸式測頭進行逐點測量。測頭上包含9個位置關係確定的光學特征點,通過測頭和測尖的組合變換可以實現不可見點的測量;係統不需要現場校準,可以根據被測體的大小和位置來改變測量係統的擺放位置,但是由於三台像機位置固定不動,所以其視場範圍受到了很大的限製,並且該係統還比較笨重。