The invention relates to a multifunctional geometrical precision intelligent measuring device and method, including: Design for non cooperative targets and cooperative target measurement device with two measurement modes, non cooperative target mode using software control turntable automatically scan the measured target surface, get the instrument to the measured target distance, recording two-dimensional angle value, finally calculate the coordinate of the measured target; with cooperative target mode through the accurate measurement of target coordinate visual recognition and automatic collimation system, method or by pre input the measured target coordinates, and laser ranging, obtaining the accurate position of the measured target. Through the measuring device and method of the invention, we can measure three dimensional multi-functional coordinates of the two measured modes of the target and the cooperative target in the range of 60 meters.
【技术实现步骤摘要】
一种多功能几何量精密智能测量装置及方法
本专利技术涉及仪器测量领域,尤其涉及一种多功能几何量精密智能测量装置及方法。
技术介绍
高性能测量技术在大型装备制造过程中的有效应用能够大幅提升装备制造能力,例如在大科学装置、航天航空、船舶、雷达、重型机械、能源等制造领域,特别是在航天在轨、高温、核辐射等操作人员不易抵达的场景,对大型望远镜天线、加速器、卫星天线、航天器、航空器、船舶、油罐等大型装备的形貌、尺寸、位置和姿态等几何参数的高精度自动测量提出了迫切需求。但现有大尺寸测量仪器存在诸多缺点,例如,视觉测量系统需要多站或多位置才能实现测量,不具备距离测量和角度测量功能,相机标定和测量过程中需要编码靶标,测量空间受限,测量精度随距离增大下降明显;激光跟踪仪需要合作目标,无法实现非合作目标测量,不能满足极端环境下的测量需求,不能对目标进行自动识别;室内GPS缺乏测距功能,需要多站交汇测量,测量精度受测站布局影响严重;计量型激光雷达可实现无合作目标扫描测量,但不能针对关键特征点进行追踪测量;申请号:201510523315.9一种自动全站仪和一种201710006615.9全站仪装置及检测方法主要用于室外测绘,仪器精度难以满足工业测量需求,测量智能化程度不够,无法进行被测目标进行非合作目标和带合作目标。
技术实现思路
本专利技术技术解决问题:克服现有技术的不足,一种多功能几何量精密智能测量装置及方法,可以在60米范围内对被测目标进行非合作目标和带合作目标两种测量模式的三维多功能坐标测量,且测量精度高。本专利技术技术解决方案如下:一种多功能几何量精密智能测量装置,包括:精密 ...
【技术保护点】
一种多功能几何量精密智能测量装置,其特征在于包括:精密绝对测距仪、照准相机、电控系统、基座、二维转台和瞄准望远镜;精密绝对测距仪为装置提供精确距离测量,通过瞄准望远镜发射激光和接收测距信号;照准相机为装置提供被测目标中的靶标自动识别功能,电控系统为装置提供数据采集和控制,基座为装置提供稳定平台支撑,使测量装置不发生位移,基座与二维转台的轴系配合,使二维转台的竖轴与基底保证垂直度;二维转台为装置提供精确二维角度指向和机械主体结构,通过二维转台旋转实现对被测目标的快速扫描和精确指向;瞄准望远镜和照准相机用于被测目标中的靶标识别过程中的自动瞄准功能,实现设定范围内无合作目标和带合作目标两种测量模式下的高精度三维坐标测量;瞄准望远镜镜筒光轴、精密绝对测距仪测距激光光轴及照准相机相机视轴之间同轴并安装在二维转台的横轴上,电控系统装在二维转台的竖轴上,控制二维转台;二维转台安装在基座上,二维转台横轴和竖轴为正交位置关系。
【技术特征摘要】
1.一种多功能几何量精密智能测量装置,其特征在于包括:精密绝对测距仪、照准相机、电控系统、基座、二维转台和瞄准望远镜;精密绝对测距仪为装置提供精确距离测量,通过瞄准望远镜发射激光和接收测距信号;照准相机为装置提供被测目标中的靶标自动识别功能,电控系统为装置提供数据采集和控制,基座为装置提供稳定平台支撑,使测量装置不发生位移,基座与二维转台的轴系配合,使二维转台的竖轴与基底保证垂直度;二维转台为装置提供精确二维角度指向和机械主体结构,通过二维转台旋转实现对被测目标的快速扫描和精确指向;瞄准望远镜和照准相机用于被测目标中的靶标识别过程中的自动瞄准功能,实现设定范围内无合作目标和带合作目标两种测量模式下的高精度三维坐标测量;瞄准望远镜镜筒光轴、精密绝对测距仪测距激光光轴及照准相机相机视轴之间同轴并安装在二维转台的横轴上,电控系统装在二维转台的竖轴上,控制二维转台;二维转台安装在基座上,二维转台横轴和竖轴为正交位置关系。2.根据权利要求1所述的多功能几何量精密智能测量装置,其特征在于:所述精密绝对测距仪的测距方式是将被测距离值r的测量转化为光强极小值对应的频率值f的测量,通过频率值f反演出被测距离值r。3.根据权利要求1所述的多功能几何量精密智能测量装置,其特征在于:所述照准相机实时获取被测目标中心位置与瞄准望远镜的视准轴中心十字丝位置的偏差,基于目标图像提取算法,实现亚像素提取,满足60米处照准精度要求,并且照准相机通过标定计算出被测目标中的靶标中心位置与瞄准望远镜的视准轴中心十字丝位置的水平和垂直角度偏差,从而计算出被测目标中的靶标位置的精确三维坐标。4.根据权利要求1所述的多功能几何量精密智能测量装置,其特征在于:所述电控系统包括电机驱动模块、控制器、数据采集模块、数据通信模块和供电电源模块;在无合作目标扫描测量模式中,控制器采用智能扫描算法,对被测目标进行分区扫描;在带合作目标的逐点测量模式中,控制器与照准相机中的自动视觉目标识别系统相配合,实现对被测目标的快速逐点测量和精确指向;电机驱动模块驱动二维转台快速旋转,实现对被测目标的快速扫描。5.根据权利要求1所述的多功能几何量精密智能测量装置,其特征在于:所述二维转台采用配对使用的角接触滚动轴承设计二维转台的轴系,使得二维转台的轴系精密性和灵活性高。6.根据权利要求1所述的多功能几何量精密智能测量装置,其特征在于:所述二维转台中还采用硬件和软件补偿方式,提高测量装置对空间目标的精确指向和高精度三维坐标测量;所述硬件补偿是补偿二维转台中的高精度光栅测角系统进行补偿,所述软件补偿是采用多读数头补偿方法。7.根据权利要求1所述的多功能几何量精密智能测量装置,其特征在于:为了确保二维转台横轴和竖轴的正交位置关系,其中...
【专利技术属性】
技术研发人员:劳达宝,周维虎,江炜,纪荣祎,张滋黎,董登峰,王国名,袁江,程智,崔成君,
申请(专利权)人:中国科学院光电研究院,
类型:发明
国别省市:北京,11
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