一种新型自动激光经纬仪引导跟踪方法

针对传统电子经纬仪需要人眼瞄准读数,测量效率低下且测量精度易受瞄准误差影响的问题,本文提出一种新型的自动激光经纬仪系统,无需人眼瞄准即可实现经纬仪系统自动瞄准测量.该方法采用精密二维转台和高分辨率相机代替人眼,利用TM5100A的马达驱动功能将经纬仪的望远镜指向相机视场范围,实现引导跟踪功能.然后,再进一步识别并瞄准视场内的目标,完成对目标的识别和测量过程.本文主要就该系统中的跟踪引导算法进行了研究和分析.仿真和实验结果表明,该引导方法效率高,实用性强,能够较好地实现相机对经纬仪激光点的准确引导,保证了经纬仪测量系统的引导精度.     

经纬仪与激光测距仪组合系统的误差分析及标定方法

通过将μ-base激光测距仪固定在经纬仪上形成一套组合测量系统,并对组合测量系统中测距仪与经纬仪的相对位置进行了精确标定,将激光测距仪测量得到的距离转换为经纬仪仪器中心到目标的距离,再结合经纬仪测量的目标角度值,形成一种适用于大尺寸、超高精度测量要求的三维测量系统。通过对组合系统的测距误差进行分析,提出了一套高精度的标定方法,使得经纬仪中心至目标点的距离测量误差为±16.9μm。并对组合系统在此标定误差下的测点误差进行了分析,结果表明组合系统点位测量误差小于激光跟踪仪。因此,理论上本文提出的经纬仪与激光测距仪组合测量系统能够满足工业领域中大尺寸、超高精度测量的要求。     

无激光测距的动平台经纬仪单站精确测量

在空间较小的动平台上,光电经纬仪在目标进近下滑段离飞行目标距离很短(小于200 m),此时跟踪角速度大,很容易丢失激光合作目标,且会出现激光漫反射现象,导致激光测距信息无效。为解决无激光测距无法使用原有方法进行轨迹测量的问题,本文提出无激光测距的经纬仪单站精确测量方法,其在经纬仪精确标定的基础上,结合中线视频、经纬仪视频和平台运动姿态,采用空间几何和共线条件的方法实现目标单站定位测量。试验结果表明该方法具有标定简易、定位精度高、可靠性强等优点,动态条件下实际测量精度,飞行方向优于0.3 m,高程方向优于2.5 cm,由中线视频获得的偏航精度优于5 cm,满足测试需求。     

光电经纬仪测量飞行器三维坐标方法及误差分析

介绍一种用于光电经纬仪精确测量飞行器三维坐标的计算方法，该方法利用空间两异面光轴公垂线估计交会点位置，克服了常规处中的模型误差，分析了观测量误差 产生的原因并提出了改正方法，对定位测量误差进行了仿真，结果表明，利用该方法并合理布站可显著提高从标测量精度，对于机动大目标的坐标测量误差小于0．20m。     

一种光电经纬仪单项差检测新方案

提出了一种光电经纬仪单项差检测新方案，光电经纬仪以正镜瞄准不同俯仰角度目标测得的方位角与高精度经纬仪标定的方位角真值有一定差异，利用这种差异与光电经纬仪的照准差和不垂直度误差之间的内在联系，推导出光电经纬仪的照准差和不垂直度误差。新检测方案的单项差测量误差小于10＂，对由于结构限制不能进行倒镜测量的机载光电测量系统单项差修正有实际意义。     

陀螺经纬仪校准系统精确对中方法探讨

在陀螺经纬仪校准过程中,需要将陀螺经纬仪中心与天文定向时的观测中心对中,此对中精度直接影响其寻北精度的测量结果。本文设计了一种基于两个平行光管的双目标精确对中方法,经实验验证,该方法可实现被检陀螺经纬仪中心与天文定向时的观测中心的高精度对中,成功提高了陀螺经纬仪校准的准确性;为配合该方法的使用,设计了陀螺经纬仪对中调整机构,该机构可以实现陀螺经纬仪水平二维位移调整和高低姿态调整,通过姿态调整,可以与天文定向时的观测中心高精度对心,提高测量精度,并满足不同型号陀螺经纬仪校准需求。     

雷达-光电经纬仪联合定位模型及误差分析

在现代靶场测量系统中,将不同测量设备测量数据进行融合处理以提高系统的综合测量水平和设备的使用效率。利用部署在光电经纬仪附近的雷达,建立雷达-光电经纬仪联合定位模型,将测角信息和部署在其附近雷达的测距信息进行数据融合,可以得到目标相对于经纬仪的距离,从而确定目标的空间三维位置;分析了定位模型的主要误差来源和典型情况下的误差情况。其结果表明,在典型情况下雷达经纬仪联合定位模型距离定位误差与雷达测距误差基本相当。     

基于最小二乘估计的多站交会方法

在多台电视经纬仪组成的测量网络中,为了提高目标的捕获、跟踪能力,减少交会模型切换带来的引导数据的波动,提出一种基于最小二乘估计的多站交会方法.该方法根据电视经纬仪实时跟踪被测目标时的几何关系,利用电视经纬仪的站点位置和实时获得的目标测角信息,对于每台电视经纬仪都构造两个垂直相交于其测量方向线的平面,再用最小二乘原理估计被测目标的空间坐标.在两台电视经纬仪实时交会时,异面交会法是该方法的特例,于是证明该方法是有效的.仿真试验结果表明,与异面交会法相比,此方法产生的引导数据平滑、无波动,二者的定位误差均小于0.18 m,能满足电视经纬仪多站交会定位的要求.     

光栅投影式三维摄影测量仪的几何标定方法

光栅投影式三维摄影测量仪利用了时域结构光投影技术和立体视觉测量原理获得三维点坐标。针对传统标定方法易受镜头畸变影响和标定约束方程少导致精度下降的问题,采用了非线性的摄像机和投影机模型,并提出了二维的投影机模型;使用多平面法标定了系统测量所需的摄像机和投影机几何参数;为进一步提高参数精度,采用Levenberg-Marquardt算法优化了摄像机和投影机模型。实验结果表明,该方法操作简单,无需精确的位置和姿态调整,标定的绝对精度为0.2pixel,相对精度为1/5000。     

软质齿轮齿距累积偏差影像法测量

采用影像法对微小齿轮或软质齿轮齿距累积偏差,进行非接触测量,利用影像测量仪和回转工作台,采用单齿法和跨齿补点法,通过对回转工作台角度转位的分度误差补偿完成测量,提高了绝对法测量数据的合理性。对齿轮安装偏心误差、测量仪器误差和瞄准对齐误差分析,得到单齿法和跨齿补点法齿距累积偏差测量的不确定度分别为±65μm和±64μm,均满足测量精度要求。两种方法对被测塑料软质齿轮精度等级判定都为10级。相比来说,跨齿补点法测量次数更少,过程更简化。     

用于扫描电子显微镜校准的10μm格栅样板

扫描电子显微镜是半导体领域用于关键尺寸测量的重要仪器。为了保证仪器量值的准确和一致,需要对扫描电子显微镜进行校准。首先,针对校准规范中提到的正交畸变和线性失真度参数,采用半导体工艺,研制了一种标称值为10μm的格栅样板。其次,为了准确评价格栅特征的一致性,研究了一种矩形检测算法。测量过程中,使用该算法对样板的格栅特征进行测量,并把使用原子力显微镜获取的测量数据作为参考值。实验结果显示:矩形检测算法能够快速检测出格栅特征,测试数据稳定在6nm以内。此外,研制的格栅样板一致性好,一致性参数控制在0.2以内,能够应用于扫描电子显微镜的校准。     

基于光谱共焦的在线集成表面粗糙度测量方法

为了提高加工检测效率,实现尺寸形位公差与微观轮廓的同平台测量,提出一种基于光谱共焦位移传感器在现场坐标测量平台上集成表面粗糙度测量的方法。搭建实验测量系统且在LabVIEW平台上开发系统的硬件通讯控制模块,并配套了高斯轮廓滤波处理及表面粗糙度的评价环境,建立了非接触的表面粗糙度测量能力。对标准台阶、表面粗糙度标准样块和曲面轮廓样品进行了测量,实验结果表明:该测量系统具有较高的测量精度和重复性,粗糙度参数Ra的测量重复性为0.0026μm,在优化零件检测流程和提高整体检测效率等方面具有一定的应用前景。     

经纬仪测量系统在工业测量中的应用

由数台经纬仪和一台计算机组成的经纬仪测量系统进行定基线前方交会测量，可以完成在工业测量中的单点坐标的测量，确定长度的测量和曲面型面的测量。在曲面型面的测量中，针对型面误差分布范围大小的不同提出了用采样值比较和采样值的均值比较的方案，实验表明测量精茺可以达到0.15mm，相对测量精度达到了0.00003。     

DJ2级经纬仪竖盘指标自动补偿误差不确定度的评定

计量标准处于量值传递体系的中间环节,对于保障国家计量单位制的统一和量值传递的一致性及准确性起着十分重要的作用。根据JJF 1033-2016《计量标准考核规范》的要求,开展经纬仪检定装置的建标工作,需要提供检定或校准结果的不确定度评定。而经纬仪竖盘指标自动补偿误差为光学经纬仪的必检项目,因此需要评定其测得值的不确定度,根据GUM法,分析影响经纬仪竖盘指标自动补偿误差的不确定度来源,合成标准不确定度,同时根据自由度查表得到包含因子,最后给出扩展不确定度,为单位开展经纬仪检定装置的建标工作打下基础,同时也为开展经纬仪检定业务的单位起到借鉴作用。     

摄影经纬仪胶片简易自动判读的实现

为了使测量站在日常维护中能够通过数据判定摄影经纬仪设备性能 ,提出了利用扫描仪扫描胶片 ,形成位图文件 ,结合图像处理技术 ,准确读出各项测量数据。文中着重论述了图像的二值化预处理和利用相关法判读脱靶量     

A method for correcting radial distortion based on verifying the planarity of specimens

Image distortion is inevitable when an image is captured through a lens. While the digital image measurement technique is getting popular, image distortion problem can result in significant error. A new distortion correction method is proposed in this study. The proposed method is based on the fact that a flat surface should keep flat when it is measured using three-dimensional (3D) digital image measurement technique. The 3D digital image measurement technique adopted in this research is the simplified 3D digital image correlation (DIC) method. Because radial distortion has a more noticeable influence than other types of distortions, this method deals only with radial distortion. A few experiments are carried out in this study to verify the correctness of this method and its accuracy. Both simulated data and actual image data are adopted in these experiments. The results show that this method can achieve a good accuracy. The standard deviations caused by random errors are about the same order as the random errors. It also shows that this method is suitable for both large and small distortion conditions.     

Micro-three dimensional shape measurement method based on shadow Moiré using scanning electron microscopy

A novel, precise, three-dimensional shape measurement method using scanning electron microscopy (SEM) and Moiré topography has been proposed. The possibility for measurement of wavelength order using this method is discussed based on results of experiments to confirm the principle. In these experiments, a high-resolution method based on the new measurement method is proposed, employing fringe scanning technology for the shadow Moiré. The optical system is constructed with a SEM using backscattering electrons, a grating holder that can shift the position of the grating, and a grating having a pitch of 120?µm. Measured results using a bearing ball as a sample show that high resolution measurements of around one micrometre can be performed using the fringe scanning method and the new measurement arrangement. An error analysis of the method is performed to enable improvement of the measuring accuracy.