[发明专利]面向超大型空间复杂曲面的绝对无干扰精密测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种精密测量方法，特别涉及一种面向超大型空间复杂曲面的绝对无干扰精密测量方法。

背景技术

超大型空间(范围在十几米至几十米)复杂曲面(各局部法线方向差异巨大)的测量问题是航空航天、船舶制造等超大型设备制造领域中常见的迫切问题。这类测量问题较常规尺寸测量面临更复杂的技术难题，突出表现在以下两个方面：一是需要兼顾测量范围和测量精度两方面，在几十米的测量范围内实现亚毫米级的高精度测量，具有相当难度；二是被测曲面的高复杂性，大多数传统测量手段由于自身的局限无法简单、高效地完成测量任务。因此，面对超大型空间复杂曲面，传统测量方法已经无法胜任。

近年来发展了一种基于近景摄影测量的视觉测量方法，其具有测量精度高、测量效率高、可任意拓展测量空间的优点，成为测量超大型空间复杂曲面的主流方法。目前国际市场上已经出现基于此方法的成熟系统，最典型的是美国GSI公司的V-STARS近景摄影测量系统，类似的产品还有德国GOM公司的TRITOP测量系统、德国AICON公司的DPA测量系统等等。上述测量系统均需在被测物表面设置可视的测量点特征和编码特征，其中测量点特征可以通过光学投射的方式设置，但编码特征必需通过在被测物表面设置物理标记实现。上述方法存在两个明显的局限：一是对于超大型空间复杂曲面，需要设置很多编码特征，对被测物形貌造成一定程度的干扰；二是面对表面无法设置任何物理特征的被测对象，上述方法便无法完成测量任务。

目前存在一种不基于粘性标记的大型三维形体测量方法，该方法不采用粘性标记，对被测物表面形貌没有影响。但此方法需要在被测物周围设置用于全局控制的物理标志，且要求所有全局控制的物理标志均在相机视场中。由于相机视场有限，导致此方法存在局限：仅适用于被测空间在3～5米范围内，无法适应十几米至几十米范围的超大型空间复杂曲面的测量要求。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种面向超大型空间复杂曲面的绝对无干扰精密测量方法，该方法在不利用编码标志的情况下采用近景摄影测量方法实现超大型空间复杂曲面的测量，无需在被测物表面设置任何物理标记，对被测物表面形貌不造成丝毫干扰。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种面向超大型空间复杂曲面的绝对无干扰精密测量方法，利用光学投射方法设置全局控制点和测量点；利用定向相机结合控制点技术，实现测量相机在各测站下的初始定向；利用全局控制点实现各测量点区域的拼接，再利用测量点作为公共点实现全局控制点区域的拼接。