摄影测量系统

2019-07-17 18:22发布

times New Roman"> IDPMS数字摄影测量系统目录 第一：系统概述 第二：硬件基本配置组成 第三：检测对象 第四：应用领域 第五：原理 第六：软件的主要功能 第七：总结 智能工业测量系统(INPEMS)第一：系统概述IDPMS数字摄影测量系统是一套非接触式光学三维工业测量系统，用于大型工业产品、生产设备设施等产品的空间尺寸几何检测和在线产品检测，具有精度高、非接触、速度快、自动化程度高、便携性好等特点。系统采用非接触式照相测量方法，利用高分辨率测量专用相机，在不同位置和方向获取被测物体件两幅以上数字图像，经图像扫描处理、标志识别、图像匹配、空间三角交会和光束平差后得到待测物体的三维坐标，利用三维坐标对工件进行几何尺寸检测、变形测量、逆向工程分析等。file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg图1：IDPMS系统组成第二：硬件基本配置组成IDPMS系统由高精度相机、基准尺、测量标志、计算软件和笔记本电脑组成。图1为IDPMS摄影测量系统组成。图2为IDPMS数字摄影测量系统软件界面file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.jpg图2下图为IDPMS系统拍摄相片及测量点识别的测量点，及相机位置，IDPMS系统中3D光线交会图file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.png（1）IDPMS系统拍摄像片及其测量点file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.png file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.png（2）识别的测量点及相机位置（3）IDPMS系统中3D光线交会图第三：IDPMS系统的优势和特点l 精度高IDPMS智能数字摄影测量系统最高精度可以达到3u+3u/m 精度。l 便携性好系统主要是由一台高精度测量相机，高精度基准尺、若干靶标和计算软件组成。这些设备可以随身携带，方便进行外业测量工作。l 数据采集量大IDPMS智能数字摄影测量系统是用摄影的方式采集数据，不受目标点的数量限制。可以测量尺寸从0.1米到数百米的物体，且被测物体形状不受限制。l 适应性好IDPMS智能数字摄影测量系统可以在不稳定的环境下，进行工作测量，不受环境的温度湿度的影响。可以在狭小的空间进行测量，只要肉眼可以看到的地方就可以进行测量工作。l 自主研发可以根据客户要求在IDPMS智能数字摄影测量系统基础上进行定制开发。第四：检测对象卫星产品真空热变形测量、航天产品或部件微变形测量、卫星天线面型精度测量、月球车导航壁障相机标定、飞机工装质量检测、飞机整体外形测量、FAST反射面单元面板测量、大型地面天线面型测量、核电铸锻件加工余量测量、水轮机叶片外形尺寸测量等等。以上检测项目可能包括以下检测项：尺寸参数；形位误差；空间位置及姿态；变形；部件定位；设备安装；设备检测等。第五：应用领域IDPMS系统在工程应用方面，已应用在航空航天、汽车、大型天线、重工业等诸多领域。1IDPMS在航空领域的应用通过IDPMS数字摄影测量系统对飞机舱门、飞机机身、飞机机翼等进行高精度测量，并通过专用分析软件计算飞机舱门变形量、飞机机身大曲面的形变分析以及飞机机翼疲劳分析等。图6和图7分别是飞机舱门测量和机身测量应用。file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.jpg图6舱门测量file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.jpgfile:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.jpg图7飞机机身检测 2IDPMS在汽车领域的应用IDPMS系统可对汽车车身框架、汽车模型、汽车车门、部件测量、位置关系、空孔位以及汽车应力变形进行测量。file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image018.jpg图8汽车车身检测 file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image020.jpg图9汽车结构测量file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image022.jpg图10 汽车应力变形测量file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image024.jpgfile:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image026.jpg图11 汽车车门检测3 IDPMS在大型天线和雷达检测中的应用通过IDPMS软件对大型天线获取的照片进行分析处理，为复型面天线等自由曲面的加工或安装误差提供可靠的参考依据。 file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image028.jpg file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image030.jpg图12 天线测量file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image032.jpg图13 误差分析图 file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image034.jpg file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image036.jpg图14 航天天线测量 4IDPMS在重工业领域的应用IDPMS在重工业的应用主要包括毛坯件的面型测量和加工余量分析，大型工件的外形尺寸测量，装机过程中和装机后的变形检测，同轴度测量，形变测量，孔位测量，工件特殊位置的三维尺寸计算，焊接过程变形监测等。图15为水轮机叶片的外形检测应用。通过IDPMS数字摄影测量系统对叶片面型进行高精度测量测量，并通过专用分析软件计算最优加工余量，对叶片加工参数进行优化，减少空切和大进刀量，必要时可指导工人进行加工前的修补和调整。file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image038.jpgfile:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image040.jpgfile:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image042.jpg图15 水轮机叶片图16和图17分别是大型筒体和大型转子的外形检测应用，二者对直径的检测要求较高，且其他手段对内径和外径的检测难度较大，摄影测量技术在这方面的优势明显。筒体同样需要加工余量测量和焊接后同轴度测量。 file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image044.jpgfile:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image046.jpgfile:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image048.jpgfile:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image050.jpg图16 大型筒体的外形尺寸检测 file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image052.png图17 大型转子外形尺寸测量图18为封头的外形测量应用。封头的检测需求包括毛胚余量检测、些特殊位置三维尺寸计算、内腔和外腔几何关系分析等。 file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image054.jpg file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image056.jpg图18 封头外形尺寸检测图19和图20分别是汽轮机变形检测和同轴度检测应用。大型工件和设备在安装调试过程中及安装完成后需要对各个组件的几何参数进行监测，保证安装精度。 file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image058.jpgfile:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image060.jpg图19 汽轮机变形测量 file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image062.jpgfile:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image064.jpg图20 汽轮机同轴度测量图21是焊接变形实时监测应用。大型构件焊接过程中，会产生变形，焊工要根据变形情况实时调整焊接点与温度，才能保证焊接完毕后构件不会产生偏差，系统可实现了焊接变形监测的自动化，可以同时对位置及姿态变形进行监测。 file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image066.jpgfile:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image068.jpg图21 焊接变形实时监测图22为孔位和孔桥测量应用。IDPMS摄影测量系统可以实现圆孔、长圆孔和方孔等高精度智能化测量，提高检测效率和精度。file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image070.png图22孔位和孔桥测量第五：原理1、智能数字摄影测量原理通过IDPMS软件处理采集好的照片来得到待测点的三维坐标，而这些照片是用一个高精度的专业相机，通过在不同的位置和方向，对同一组物体进行拍摄所获取的。IDPMS软件会自动处理这些照片，通过图像匹配等处理及相关的数学计算后得到待测点精确的三维坐标。一旦处理完毕，被测对象的三维数据将会进入到坐标系中，就好像以前测量过或者处理过一样。如果需要的话，IDPMS软件还内置的分析工具，三维数据可以被输出。这些被测量的物体一般是事先动手贴上回光反射标志，或者是已知坐标的编码标志。file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image072.pngfile:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image074.png(a) 双相机摄影（b）多相机摄影file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image076.png（c）多光条线交会图为摄影测量基本原理第六：软件的主要功能1、主要功能： IDPMS智能数字摄影测量系统具备了常规三坐标的测量机的99%的功能。测量时利用手持相机距离被测物体一定距离从多个位置和角度拍摄一定数量的数字像片，然后由计算机软件自动处理（标志点图像中心自动定位、自动匹配、自动拼接和自动平差计算）得到特征标志点的X、Y、Z坐标。 file:///C:/Users/dell/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image078.png 坐标计算、标准几何体拟合计算、形位公差计算、点到自由曲线与自由曲面的最优拟合、物体形变测量、配合特定设备实现热真空测量、数字化装配测量、动态物体测量等等）第七：总结现代工业生产的快速发展、新型工程施工和检校的超高要求对工业测量技术提出了新的挑战和需求。测量精度更高、速度更快、自动化程度更完善、作业效率更高等已经成为现代工业发展与施工生产的主要手段，同时工业测量系统已经广泛的应用于制造加工业、航天航空、工程建筑业等领域，都已经用工业测量系统成功的保证了质量，提高了生产效率，有理由相信，工业测量系统作为工业产品质量保证的有效途径之一，将在我国各行业得到广泛的应用。

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