專利名稱：一種組合式空間精密測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于精密測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及一種組合式空間精密測(cè)量系統(tǒng)，它尤 其適用于超大尺寸零件。
背景技術(shù)：
隨著三維測(cè)量技術(shù)在航空航天、造船、汽車、大型模具等行業(yè)的廣泛應(yīng)用， 對(duì)以飛機(jī)外殼為代表的超大尺寸零件進(jìn)行高精度三維測(cè)量的需求越來越大。
目前，在大尺寸檢測(cè)技術(shù)方面，電子經(jīng)緯儀、全站儀、激光空間跟蹤儀和
室內(nèi)GPS系統(tǒng)四種系統(tǒng)目前已得到廣泛應(yīng)用。電子經(jīng)緯儀工業(yè)測(cè)量系統(tǒng)以空 間交會(huì)三角測(cè)量原理為基礎(chǔ)，采用多個(gè)經(jīng)緯儀組合，結(jié)合精密定向技術(shù)，當(dāng)前 電子經(jīng)緯儀的測(cè)角精度己達(dá)0.5"，理論上可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)于l um/m的測(cè)長(zhǎng)精度。 經(jīng)緯儀系統(tǒng)有很好的便攜性，可以在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)組建，但存在測(cè)量效率低、需人 工瞄準(zhǔn)，工作強(qiáng)度大、測(cè)量精度隨測(cè)量距離增加而下降等局限性，不適合大工 作量的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。全站儀極坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)是由高精度的全站儀構(gòu)成的極坐標(biāo)測(cè) 量系統(tǒng)，系統(tǒng)基于極坐標(biāo)法原理。極坐標(biāo)法坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)的儀器設(shè)站非常方便 靈活，測(cè)程較遠(yuǎn)，實(shí)際上在100m范圍內(nèi)的精度可達(dá)到0.5mm左右，因此特別 適用于鋼架結(jié)構(gòu)測(cè)量和造船工業(yè)等中等精度要求的情況。目前，全站儀有多種 不同型號(hào)，分別具有各種不同的功能，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)式的全站儀測(cè)角精度高，且具 有自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別功能，自動(dòng)化和智能化性能都很高，在極坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)中被廣 泛應(yīng)用，Leica公司己經(jīng)推出各種滿足用戶需要的TCA/TC系列的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)式 全站儀。這種自動(dòng)極坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)非常適用于變形監(jiān)測(cè)。激光空間跟蹤儀是建 立在激光干涉長(zhǎng)度測(cè)量和角度精密測(cè)量基礎(chǔ)上的極坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)，具有快速、
動(dòng)態(tài)、精度高等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、機(jī)械制造、核工業(yè)等測(cè)量領(lǐng)域得到廣泛地
應(yīng)用。該系統(tǒng)的最大測(cè)量距離為60m，可實(shí)現(xiàn)對(duì)空間目標(biāo)進(jìn)行靜態(tài)與跟蹤測(cè)量， 無需導(dǎo)軌，適合現(xiàn)場(chǎng)加工裝配測(cè)量，主要用于大尺寸測(cè)量、準(zhǔn)直以及實(shí)時(shí)裝配 (如對(duì)大型飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈等的外形輪廓進(jìn)行測(cè)量與裝配定位)。室內(nèi)GPS 測(cè)量技術(shù)具有高精度、高可靠性和高效率等優(yōu)點(diǎn)，主要用于解決大尺寸空間的 測(cè)量與定位問題。該系統(tǒng)使用紅外脈沖激光發(fā)射器代替衛(wèi)星的作用，接收器根 據(jù)發(fā)射器投射來的光線時(shí)間特征參數(shù)，計(jì)算接收器所在點(diǎn)的角度和位置，并將 模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字脈沖信號(hào)，通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給中央控制室的服務(wù)器，最 后通過數(shù)據(jù)處理軟件計(jì)算獲得高精度的三維坐標(biāo)。
與其它三種大尺寸檢測(cè)技術(shù)相比，室內(nèi)GPS擁有相當(dāng)多的優(yōu)勢(shì)。室內(nèi)GPS 測(cè)量技術(shù)的最大優(yōu)點(diǎn)是其測(cè)量誤差達(dá)到一定值后不會(huì)隨著測(cè)量范圍的增大而 增大，這一優(yōu)點(diǎn)使得室內(nèi)GPS測(cè)量技術(shù)能夠用于超大尺寸工件的高精度測(cè)量。 在大尺寸工件測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)，使用室內(nèi)GPS系統(tǒng)成本低廉而且耐用，在保持 70-100Hm的精度下，室內(nèi)GPS系統(tǒng)可以在更大的空間里使用，在大于10米 的測(cè)量空間里，室內(nèi)GPS是精度最高的測(cè)量系統(tǒng)。室內(nèi)GPS系統(tǒng)的另一個(gè)優(yōu) 點(diǎn)是可以圍繞著被測(cè)物進(jìn)行360度空間測(cè)量，而不需要轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系，從而降低 或消除坐標(biāo)轉(zhuǎn)換造成的誤差。這一點(diǎn)是激光跟蹤儀或者其他照相測(cè)量系統(tǒng)無法 達(dá)到的。此外，此測(cè)量技術(shù)可允許多名操作人員手持傳感器獨(dú)立而并行的進(jìn)行 測(cè)量，這將大大提高超大尺寸工件的測(cè)量效率。
在局部精密測(cè)量方面，使用最為廣泛的測(cè)量設(shè)備主要有以下四種接觸式 坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)、三維激光掃描測(cè)量系統(tǒng)、柔性三坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)光測(cè)量子 系統(tǒng)。其中結(jié)構(gòu)光測(cè)量子系統(tǒng)由于具有便攜、測(cè)量空間大、測(cè)量速度快、測(cè)量 精度高等優(yōu)點(diǎn)，在20世紀(jì)90年代初就開始引起各國(guó)工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的高度重 視，并很快成為CAD/CAM領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。德國(guó)Technical University of Braunschweig的Reinhold Ritter教授，從90年代初開始將近景攝影測(cè)量領(lǐng)域的 相關(guān)技術(shù)引入到工業(yè)測(cè)量中，并注冊(cè)成立了GOM公司，針對(duì)工業(yè)測(cè)量的特殊
需求開發(fā)出ATOS系列結(jié)構(gòu)光測(cè)量子系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用外差式多頻相移三維光 學(xué)測(cè)量技術(shù)，與傳統(tǒng)的格雷碼加相移方法相比，測(cè)量精度更高，抗干擾能力更 強(qiáng)、受被測(cè)工件表面明暗度的影響更小，零件一般不需要噴顯影劑，而且能夠 測(cè)量表面劇烈變化的零件，測(cè)量精度最高可達(dá)0.005mm，代表了國(guó)際先進(jìn)水平。 綜上所述電子經(jīng)緯儀、全站儀、激光空間跟蹤儀和室內(nèi)GPS系統(tǒng)等大尺 寸定位檢測(cè)技術(shù)可以完成實(shí)現(xiàn)大空間內(nèi)的精確定位，但無法對(duì)測(cè)量空間內(nèi)的局 部特征進(jìn)行測(cè)量；三維激光測(cè)量技術(shù)和結(jié)構(gòu)光測(cè)量技術(shù)雖然在局部空間的高精 度測(cè)量上具有良好的表現(xiàn)，但其測(cè)量空間有限，無法完成超大尺寸零件的三維

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種組合式超大尺寸空間精密測(cè)量裝置，該裝置具 有測(cè)量空間不受限制、測(cè)量速度快、柔性好、精度高和便于攜帶的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明提供的組合式空間精密測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于它包括CCD相機(jī)、 DLP投影儀、三腳架和計(jì)算機(jī)，以及至少四個(gè)紅外激光發(fā)射器、至少三個(gè)傳感 器和至少三個(gè)接收器；
所述紅外激光發(fā)射器均勻分布，并位于所述傳感器的上方，所述傳感器、
CCD相機(jī)與DLP投影儀均固定在所述三腳架上，CCD相機(jī)的光心軸與DLP 投影儀的光心軸夾角在20至60度之間，并且均位于所述各傳感器的下方；
所述各接收器分別與分述的各傳感器相連，所述CCD相機(jī)、DLP投影儀 和各接收器均與所述計(jì)算機(jī)相連；
所述傳感器接收紅外激光發(fā)射器發(fā)射的紅外信號(hào)，分別將光信號(hào)傳輸給三 個(gè)對(duì)應(yīng)的接收器，然后接收器將信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字角度信息傳輸給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處 理。
本發(fā)明結(jié)合了室內(nèi)GPS定位技術(shù)和結(jié)構(gòu)光測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，將基于數(shù)字 光學(xué)投影的結(jié)構(gòu)光測(cè)量子系統(tǒng)作為測(cè)量終端，精確測(cè)量工件局部范圍內(nèi)復(fù)雜曲 面的密集點(diǎn)云數(shù)據(jù)；同時(shí)由基于GPS原理的大范圍光電跟蹤定位子系統(tǒng)，對(duì) 大范圍全局坐標(biāo)系進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)時(shí)跟蹤結(jié)構(gòu)光測(cè)量子系統(tǒng)在工件全場(chǎng)坐標(biāo)系下 的精確坐標(biāo)，從而將測(cè)量得到的局部范圍的密集點(diǎn)云數(shù)據(jù)自動(dòng)融合到同一坐標(biāo) 下，從而實(shí)現(xiàn)超大尺寸工件的完整精密測(cè)量。具體而言，本發(fā)明系統(tǒng)具有以下 技術(shù)特點(diǎn)
(1) 本發(fā)明為組合式超大尺寸空間精密測(cè)量裝置，該裝置使用基于數(shù)字 光學(xué)投影的結(jié)構(gòu)光測(cè)量子系統(tǒng)作為測(cè)量終端，精確測(cè)量工件局部范圍內(nèi)復(fù)雜曲 面的密集點(diǎn)云數(shù)據(jù)；同時(shí)由基于GPS原理的大范圍光電跟蹤定位子系統(tǒng)，對(duì) 大范圍全局坐標(biāo)系進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)時(shí)跟蹤結(jié)構(gòu)光測(cè)量子系統(tǒng)在工件全場(chǎng)坐標(biāo)系下 的精確坐標(biāo)，從而將測(cè)量得到的局部范圍的密集點(diǎn)云數(shù)據(jù)自動(dòng)融合到同一坐標(biāo) 下，實(shí)現(xiàn)超大尺寸工件的完整精密測(cè)量。
(2) 本發(fā)明系統(tǒng)利用相位移測(cè)量原理和雙目立體視覺原理測(cè)量小范圍測(cè) 量空間內(nèi)被測(cè)零件的密集三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)，測(cè)量同時(shí)利用基于GPS原理的大范 圍光電跟蹤定位子系統(tǒng)對(duì)三個(gè)傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤定位。
(3) 本發(fā)明系統(tǒng)利用傳感器獲得的在整個(gè)測(cè)量空間的三維坐標(biāo)，計(jì)算出 基于數(shù)字光學(xué)投影的結(jié)構(gòu)光測(cè)量子系統(tǒng)在進(jìn)行局部測(cè)量時(shí)系統(tǒng)在整個(gè)測(cè)量空 間的位姿，并利用該位姿將測(cè)量得到的局部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到整個(gè)測(cè)量空間的全局坐 標(biāo)系下，從而實(shí)現(xiàn)超大尺寸的精密測(cè)量。


圖l為組合式超大尺寸空間精密測(cè)量裝置的一個(gè)實(shí)例的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為基于數(shù)字光學(xué)投影的結(jié)構(gòu)光測(cè)量子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為基于GPS原理的大范圍光電跟蹤定位子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的流程圖5為外差原理示意圖6為相位展開原理示意圖7為匹配的原理圖示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
本發(fā)明系統(tǒng)包括基于數(shù)字光學(xué)投影的結(jié)構(gòu)光測(cè)量子系統(tǒng)和基于GPS原理 的大范圍光電跟蹤定位子系統(tǒng)，它包括至少四個(gè)紅外激光發(fā)射器、至少三個(gè)傳 感器、至少三個(gè)接收器、以及一個(gè)CCD (Charge Coupled Device,電荷藕合器 件)相機(jī)、 一個(gè)DLP (Digital Light processing,數(shù)字光學(xué)處理器)投影儀、一 個(gè)三腳架和一臺(tái)計(jì)算機(jī)。如圖1所示，本實(shí)例是以包括四個(gè)紅外激光發(fā)射器 11、 12、 13和14，三個(gè)傳感器21、 22和23，三個(gè)接收器31、 32和33為例
說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。
如圖2所示，基于數(shù)字光學(xué)投影的結(jié)構(gòu)光測(cè)量子系統(tǒng)包括CCD相機(jī)4、 DLP投影儀5、三腳架6和三個(gè)傳感器21、 22和23。其中CCD相機(jī)4和DLP 投影儀5固定在同一塊金屬板上，CCD相機(jī)的光心軸與DLP投影儀的光心軸 夾角在20至60度之間，并且上面用外殼封裝，金屬板下面由三腳架支撐，這 樣整個(gè)設(shè)備便可自由的在室內(nèi)移動(dòng)測(cè)量。該子系統(tǒng)中三個(gè)傳感器21、 22和23 固定在外殼頂部(可最大限度的保證三個(gè)傳感器能方便的接收到紅外信號(hào))， 并且三個(gè)傳感器的位置不能在同一直線上。
如圖3所示，基于GPS原理的大范圍光電跟蹤定位子系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)7， 四個(gè)紅外激光發(fā)射器ll、 12、 13和1'4，三個(gè)接收器31、 32和33。四個(gè)紅外 激光發(fā)射器ll、 12、 13和14均勻分布在室內(nèi)的天花板上發(fā)射紅外信號(hào)，安裝 在數(shù)字光學(xué)投影的結(jié)構(gòu)光測(cè)量子系統(tǒng)中的三個(gè)傳感器21 、22和23接收紅外信 號(hào)，并分別將光信號(hào)傳輸給三個(gè)對(duì)應(yīng)的接收器31、 32和33，然后接收器將信 號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字角度信息傳輸給計(jì)算機(jī)。
計(jì)算機(jī)按照如圖4所示的流程對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到所獲的數(shù)據(jù)。測(cè)量時(shí) 使用DLP投影儀5向被測(cè)物體投射一組由計(jì)算機(jī)生成的頻率分別為1/74、 1/68 和1/63正旋光柵圖像，并由CCD相機(jī)4同步拍攝，拍攝完成后將數(shù)據(jù)提供給 計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)首先通過四步相移法進(jìn)行解相，DLP投影儀5投射出正弦光 柵，當(dāng)投影編碼光柵到被測(cè)物體表面時(shí)，在物體表面上形成變形光柵，假設(shè)投 影光強(qiáng)是標(biāo)準(zhǔn)正弦分布，則變形光柵圖像的光強(qiáng)分布函數(shù)為
/(x,力=W"O, >0 + 60，力cos [p(x，力+ 6>]} ( 1 )
其中為/(x,力物體(x,力點(diǎn)上的光強(qiáng)，"(x^)和6(x，力為與背景相關(guān)的光波振 幅，尺=2冗//1稱為波系數(shù)，p(;c，力為(x,力的相位。四步相移法將光柵在柵線 的垂直方向上平移柵距的1/4，則式(1)的光強(qiáng)表達(dá)式中相位將移動(dòng)2;r/4，等 距離平移3次，獲得4幅圖像，其第i幅圖像的光強(qiáng)函數(shù)為
/(x,力=力+ 6(x,力cos[p(x,力+ <9]} ( 2 )
進(jìn)行四步相移后，各步光強(qiáng)函數(shù)為
= A{a(x，>0 + 6(x,>0cos[p(x，j/)]} /2 = W"(x,力—辦(x,力sin[p(;c,力]〉
/4 = A:("(;c，x) + 6(x，力sin[^7(;c，y)]〉 由式(3)至(6)可得
>0 = Zg—1 ~^-1—;r〈伊S;r (7)
這樣就可以在記錄圖像中的每個(gè)像素可以得到--個(gè)相對(duì)相位^ (又稱相位 主值)，在一個(gè)相位周期內(nèi)它是唯一的，但是在整個(gè)測(cè)量空間中該值不唯一， 因此必須對(duì)空間點(diǎn)的相對(duì)相位值進(jìn)行展開。這里通過外差原理進(jìn)行展開。
外差原理是指將兩種不同頻率的相位函數(shù)^oo和^(x)疊加得到一種頻率
(3)
(4)
(5)
(6)
更低相位函數(shù)0600，如圖5所示，其中HA分別為相位函數(shù)^0c),^w,O)6W 對(duì)應(yīng)的頻率。
展開包括三個(gè)外差過程，其目的是降低相位主值的精度要求。須選用的一
組頻率為;U-1/74， 1 = 1/68和;13 = 1/63的正弦光柵進(jìn)行投影，在全場(chǎng)范圍進(jìn)行
相位展開，將;u， ;b和義2， /b分別進(jìn)行疊加，則可得到頻率為丄si/6， ;i23 = i/5
的相位On和(D23 ，然后再將這兩個(gè)頻率的正弦光進(jìn)行疊加，得到頻率為丄23 = 1的 相位Om的必須選擇合適的丄和;b值，使得^ = 1。如圖2所示，在圖像的全場(chǎng) 范圍內(nèi)，tan",，tan^的比值等于投影圖像的周期數(shù)比(設(shè)為《，是個(gè)常量)，可
采用下式對(duì)^W進(jìn)行相位展開
. 氣—,+0,(x)x2;r (9)
其中q(x)
這樣就可以將由DLP投影儀5投射出的一組光柵和投影到被測(cè)物體表面 變形后的一組光柵分別進(jìn)行解相并展開。
數(shù)字光學(xué)投影的結(jié)構(gòu)光測(cè)量子系統(tǒng)中，匹配的過程如下 由DLP投影儀5投射出的一組光柵經(jīng)解相展開后，可以得到具有相同相 位的垂直線，投射出去后便可以得到相位相同的面；由CCD相機(jī)4采集的在 被測(cè)物體上變形的光柵經(jīng)解相展開后，該圖像上每個(gè)點(diǎn)都可以找到與之有相等 的相位的垂直線，由該點(diǎn)沿著光路引出一條射線與先前的由相同相位的垂直線 投射出的面交于被測(cè)物體表面一點(diǎn)，這樣只要能知道具有相同相位的垂直線和 點(diǎn)在CCD相機(jī)圖像上的坐標(biāo)，便可以求出被測(cè)物表面點(diǎn)的三維坐標(biāo)，如圖7。
匹配完成后要進(jìn)行點(diǎn)云重構(gòu)才能計(jì)算出被測(cè)物體表面的三維點(diǎn)云坐標(biāo)，設(shè) DLP投影儀5坐標(biāo)系為0。義義Z。，有效焦距為/ ， CCD攝像機(jī)4坐標(biāo)系為 (9ZA4，有效焦距為乂，空間點(diǎn)尸d,i;,ZJ在DLP投影儀.5坐標(biāo)系和CCD 攝像機(jī)4坐標(biāo)系中的坐標(biāo)分別為(U。,Z。)和(AA,ZJ，在DLP投影儀5的投 射圖像坐標(biāo)系和CCD相機(jī)4圖像坐標(biāo)系中的坐標(biāo)分別是(/。,厶)和",厶)其中/。
可以通過該處的相位值求出。則有:<formula>formula see original document page 10</formula>根據(jù)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系，可相應(yīng)得到DLP投影儀5和CCD相機(jī)坐標(biāo)系間的 轉(zhuǎn)換關(guān)系
(15)
其中，i^和乙分別是坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移向量，聯(lián)立式(13)、 (14) 、 (15)可以得到空間點(diǎn)在CCD像機(jī)4坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。
測(cè)量同時(shí)利用基于GPS原理的大范圍光電跟蹤定位子系統(tǒng)對(duì)三個(gè)傳感器 進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤定位；然后根據(jù)三個(gè)傳感器在世界坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)確定結(jié)構(gòu) 光測(cè)量子系統(tǒng)在整個(gè)測(cè)量空間的位姿；最后利用該位姿將測(cè)量得到的局部數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)換到整個(gè)測(cè)量空間的全局坐標(biāo)系下，從而實(shí)現(xiàn)超大尺寸的精密測(cè)量。
測(cè)量過程中紅外激光發(fā)射器不停地向外發(fā)射單向的帶有位置信息的紅外 激光,傳感器接收到來自紅外激光發(fā)射器的紅外激光信號(hào)后，將其放大并轉(zhuǎn)換為 數(shù)字信號(hào)發(fā)送給接收器，然后由接收器將接收到的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為角度數(shù)據(jù)信 息并發(fā)送給數(shù)據(jù)處理軟件，最后由Metrics公司提供的第三方數(shù)據(jù)處理軟件 (SA、 MAYA、 MetrologII或Rhino)計(jì)算出傳感器在整個(gè)測(cè)量空間中的三維坐 標(biāo)。為了保證傳感器坐標(biāo)的精度，傳感器至少要同時(shí)接收到四個(gè)紅外激光發(fā)射 器的信號(hào)。
使用GPS原理的大范圍光電跟蹤定位子系統(tǒng)對(duì)結(jié)構(gòu)光測(cè)量子系統(tǒng)上的三 個(gè)傳感器進(jìn)行精確定位后，即可計(jì)算出結(jié)構(gòu)光測(cè)量子系統(tǒng)在全局坐標(biāo)系下的坐
標(biāo)，進(jìn)而可以自動(dòng)的將結(jié)構(gòu)光測(cè)量子系統(tǒng)測(cè)量的局部密集點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到全局 坐標(biāo)系下，通過多次測(cè)量可以得到大尺寸零件在全局坐標(biāo)系下的完整點(diǎn)云數(shù) 據(jù)。
上述具體實(shí)施方式
的內(nèi)容只是本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)例，本發(fā)明的內(nèi)容并不 局限于上述實(shí)例的內(nèi)容。本領(lǐng)域一般技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容，可以采 用其它多種具體實(shí)施方式
實(shí)施本發(fā)明，因此，凡是采用本發(fā)明的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和思 路，做一些簡(jiǎn)單的變化或更改的設(shè)計(jì)，都落入本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
l、一種組合式空間精密測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于它包括CCD相機(jī)、DLP投影儀、三腳架和計(jì)算機(jī)，以及至少四個(gè)紅外激光發(fā)射器、至少三個(gè)傳感器和至少三個(gè)接收器；所述紅外激光發(fā)射器均勻分布，并位于所述傳感器的上方，所述傳感器、CCD相機(jī)與DLP投影儀均固定在所述三腳架上，CCD相機(jī)的光心軸與DLP投影儀的光心軸夾角在20至60度之間，并且均位于所述各傳感器的下方；所述各接收器分別與分述的各傳感器相連，所述CCD相機(jī)、DLP投影儀和各接收器均與所述計(jì)算機(jī)相連；所述傳感器接收紅外激光發(fā)射器發(fā)射的紅外信號(hào)，分別將光信號(hào)傳輸給三個(gè)對(duì)應(yīng)的接收器，然后接收器將信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字角度信息傳輸給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的組合式空間精密測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于它包括 四個(gè)紅外激光發(fā)射器，且均勻分布在室內(nèi)天花板上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種組合式空間精密測(cè)量系統(tǒng)，包括CCD相機(jī)、DLP投影儀、三腳架和計(jì)算機(jī)，以及至少四個(gè)紅外激光發(fā)射器、至少三個(gè)傳感器和接收器；傳感器接收紅外激光發(fā)射器發(fā)射的紅外信號(hào)，分別將光信號(hào)傳輸給接收器，然后接收器將信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字角度信息傳輸給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。本發(fā)明結(jié)合了室內(nèi)GPS定位技術(shù)和結(jié)構(gòu)光測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，將基于數(shù)字光學(xué)投影的結(jié)構(gòu)光測(cè)量子系統(tǒng)作為測(cè)量終端，精確測(cè)量工件局部范圍內(nèi)復(fù)雜曲面的密集點(diǎn)云數(shù)據(jù)；同時(shí)由基于GPS原理的大范圍光電跟蹤定位子系統(tǒng)，對(duì)大范圍全局坐標(biāo)系進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)時(shí)跟蹤結(jié)構(gòu)光測(cè)量子系統(tǒng)在工件全場(chǎng)坐標(biāo)系下的精確坐標(biāo)，將得到密集點(diǎn)云數(shù)據(jù)自動(dòng)融合到同一坐標(biāo)下，實(shí)現(xiàn)超大尺寸工件的完整精密測(cè)量。
文檔編號(hào)G01B11/00GK101363716SQ200810197119
公開日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2008年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月26日
發(fā)明者余利華, 史玉升, 鋼 周, 李中偉, 王從軍, 秦大輝, 凱 鐘, 奎 黃 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)