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儀表網(wǎng) 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)】根據(jù)中國測繪學(xué)會(huì)《關(guān)于2022年中國測繪學(xué)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)(第一批)立項(xiàng)的公告》的要求,由黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院牽頭制訂的中國測繪學(xué)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《雙相機(jī)工業(yè)攝影測量系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)程》已完成征求意見稿,現(xiàn)向有關(guān)單位及專家征求意見。意見反饋郵箱:wangweifenganyang@163.com。
隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,一大批適應(yīng)新時(shí)代智能裝備制造要求的新技術(shù)、新工藝、新方法通過理論創(chuàng)新、跨界融合等途徑被提出并成功應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)際,有力推動(dòng)我國社會(huì)主義事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。新一代高精度、非接觸式的雙相機(jī)工業(yè)攝影實(shí)時(shí)測量技術(shù)就是基于數(shù)字近景攝影測量技術(shù)研發(fā)的一種應(yīng)用于尖端裝備制造領(lǐng)域的新技術(shù),該技術(shù)能夠?qū)Χ鄠€(gè)被測目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤測量,精準(zhǔn)捕捉制造產(chǎn)品的空間信息,完美契合先進(jìn)智能制造業(yè)的測量需求,在飛機(jī)部件動(dòng)態(tài)裝配、航天天線形面實(shí)時(shí)裝調(diào)、產(chǎn)品交會(huì)對接、真空環(huán)境產(chǎn)品變形測試等方面發(fā)揮了重要作用,受到學(xué)者和用戶的廣泛關(guān)注。
隨著立體視覺理論的不斷突破與完善,雙目視覺數(shù)字近景攝影實(shí)時(shí)測量產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。市場上,各廠家標(biāo)稱的產(chǎn)品測量精度千差萬別,用戶在選購時(shí)往往比較迷茫。進(jìn)口設(shè)備在向客戶交貨時(shí)一般只提供產(chǎn)品合格證書,而對于校準(zhǔn)過程基本不做過多涉及。
從技術(shù)角度講,雙相機(jī)工業(yè)攝影測量系統(tǒng)屬于高新測量技術(shù),目前我國還未制定針對該類產(chǎn)品的校準(zhǔn)規(guī)程,據(jù)現(xiàn)有資料,國外在該領(lǐng)域的研究也非常有限,亟需制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。
從市場角度講,如何正確評價(jià)雙相機(jī)工業(yè)攝影測量系統(tǒng)的測量精度,對于規(guī)范行業(yè)行為、幫助用戶正確選用測量系統(tǒng)具有重要意義,對于填補(bǔ)國內(nèi)在該領(lǐng)域的空白,提升國家的綜合實(shí)力以及占領(lǐng)國際先進(jìn)技術(shù)高地影響深遠(yuǎn)。
本文件按照GB/T 1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。
本文件規(guī)定了雙相機(jī)工業(yè)攝影測量系統(tǒng)的計(jì)量特性、校準(zhǔn)條件、校準(zhǔn)方法、校準(zhǔn)結(jié)果等要求。本文件適用于雙相機(jī)工業(yè)攝影測量系統(tǒng)和原理相同的其它
測量儀器的校準(zhǔn)。
作業(yè)流程:
作業(yè)流程應(yīng)符合下列要求:
a) 測量開始前,應(yīng)采用定向尺、攝影測量標(biāo)尺或控制場對測量場內(nèi)架設(shè)的2臺(tái)工業(yè)測量相機(jī)定向,系統(tǒng)軟件解算出 2 臺(tái)相機(jī)之間相對的空間位置和姿態(tài);
b) 測量過程中,系統(tǒng)應(yīng)對粘貼在被測物體上的靶標(biāo)進(jìn)行同步攝影,系統(tǒng)軟件經(jīng)圖像處理、同名像點(diǎn)匹配、空間前方交會(huì)等操作后,實(shí)時(shí)解算出靶標(biāo)的空間三維坐標(biāo),從而實(shí)現(xiàn)對動(dòng)/靜態(tài)物體相關(guān)幾何信息的實(shí)時(shí)測量。
坐標(biāo)測量誤差:
1.應(yīng)分別采用高精度單相機(jī)工業(yè)攝影測量系統(tǒng)與雙相機(jī)工業(yè)攝影測量系統(tǒng)對攝影測量檢測場內(nèi)靶標(biāo)的空間三維坐標(biāo)進(jìn)行測量。
2.應(yīng)以高精度單相機(jī)工業(yè)攝影測量系統(tǒng)測得的靶標(biāo)坐標(biāo)作為參考值。
3.應(yīng)通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換計(jì)算雙相機(jī)工業(yè)攝影測量系統(tǒng)測得的靶標(biāo)坐標(biāo)與單相機(jī)工業(yè)攝影測量系統(tǒng)測得的靶標(biāo)坐標(biāo)間的偏差,用所有靶標(biāo)坐標(biāo)在 X、Y、Z 各方向坐標(biāo)分量和整體點(diǎn)位的均方根誤差(RMSE)表示雙相機(jī)工業(yè)攝影測量系統(tǒng)的坐標(biāo)測量誤差,具體計(jì)算方法參見附錄 A。
4.對攝影測量檢測場內(nèi)靶標(biāo)的空間三維坐標(biāo)進(jìn)行測量時(shí)應(yīng)在相同條件下進(jìn)行,包括:相同的地點(diǎn)、方法、觀測者,并要求在短時(shí)間內(nèi)完成測量。需要進(jìn)行復(fù)核時(shí),應(yīng)由生產(chǎn)商或用戶根據(jù)標(biāo)稱指標(biāo)提供最大允許誤差。
5.單相機(jī)工業(yè)攝影測量系統(tǒng)的測量不確定度不應(yīng)大于雙相機(jī)工業(yè)攝影測量系統(tǒng)測量不確定度的三分之一。
坐標(biāo)測量重復(fù)性:
1.雙相機(jī)工業(yè)攝影測量系統(tǒng)應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)對同一攝影測量檢測場中的靶標(biāo)進(jìn)行多組重復(fù)測量。
2.同名靶標(biāo)在不同組間空間三維坐標(biāo)的一致程度,應(yīng)用所有靶標(biāo)的測量坐標(biāo)相對于其參考坐標(biāo)在 X、Y、Z 各方向坐標(biāo)分量和整體點(diǎn)位的均方根誤差(RMSE)表示,具體計(jì)算方法參見附錄 B。
3.對攝影測量檢測場內(nèi)靶標(biāo)的空間三維坐標(biāo)進(jìn)行測量時(shí)應(yīng)在相同條件下進(jìn)行,包括:相同的地點(diǎn)、方法、觀測者,并要求在短時(shí)間內(nèi)完成測量。需要進(jìn)行復(fù)核時(shí),應(yīng)由生產(chǎn)商或用戶根據(jù)標(biāo)稱指標(biāo)提供最大允許誤差。
測長誤差:
1.雙相機(jī)工業(yè)攝影測量系統(tǒng)的測長誤差應(yīng)包括典型測量范圍測長誤差,可包括擴(kuò)展測量范圍測長誤差。
2.典型測量范圍測長誤差應(yīng)符合下列要求:
a) 典型測量范圍指絕大多數(shù)作業(yè)條件下雙相機(jī)工業(yè)攝影測量系統(tǒng)的測量范圍;
b) 典型測量范圍根據(jù)大量實(shí)際應(yīng)用及雙相機(jī)工業(yè)攝影測量系統(tǒng)的測量特性確定;
c) 典型測量范圍測長誤差應(yīng)采用雙相機(jī)工業(yè)攝影測量系統(tǒng)對攝影測量標(biāo)尺進(jìn)行測量,通過比較攝影測量標(biāo)尺長度測量值與標(biāo)稱值之間的差異計(jì)算系統(tǒng)的測長誤差。
3.擴(kuò)展測量范圍測長誤差應(yīng)符合下列要求:
a) 擴(kuò)展測量范圍指被校準(zhǔn)設(shè)備在保證測量精度的前提下能夠覆蓋的最大測量范圍,該范圍一般由生產(chǎn)廠家給出。
b) 擴(kuò)展測量范圍測長誤差的校準(zhǔn)宜采用激光干涉儀提供參考長度。需要進(jìn)行復(fù)核時(shí),應(yīng)由生產(chǎn)廠家或用戶規(guī)定最大允許誤差。
c) 激光干涉儀測長誤差的不確定度(測長誤差不確定度評定示例參見附錄 C)與最大允許誤差的比值應(yīng)不大于三分之一。
本規(guī)范將解決雙相機(jī)工業(yè)攝影測量系統(tǒng)驗(yàn)收檢測、復(fù)檢檢測及現(xiàn)場應(yīng)用條件下測量結(jié)果的可靠性問題。通過對雙相機(jī)工業(yè)攝影測量系統(tǒng)的校準(zhǔn),可以提高系統(tǒng)測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性,避免了雙相機(jī)系統(tǒng)實(shí)際作業(yè)過程中因操作不當(dāng)造成系統(tǒng)測量誤差過大,從而導(dǎo)致測量工作失敗等情況的發(fā)生,提高了雙相機(jī)工業(yè)攝影測量系統(tǒng)的作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)效率,將會(huì)加速雙相機(jī)工業(yè)攝影測量系統(tǒng)的推廣應(yīng)用,助力我國尖端制造領(lǐng)域的快速發(fā)展。
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