[发明专利]一种工业摄影测量基准尺

说明书

本发明公开了一种工业摄影测量基准尺，基准尺上固定有两组共十个标志点，每组五个标志点，且每组标志点中相邻标志点之间标称距离的比例关系满足1:1:2:1或2:1:2:1或2:1:2:3或1:1:2:3或3:1:2:3或3:1:2:1或3:1:2:2或1:1:2:2或2:1:2:2，其中一组标志点固定于理论上与基准尺长度方向平行的平面上，另外一组标志点分别固定于理论上与基准尺长度方向成45度夹角的五个平面上，且后一组标志点之间的最大距离约为前一组标志点之间最大距离的倍。本发明的工业摄影测量基准尺适用于为工业摄影测量提供长度基准或者对工业摄影测量的相机参数进行标定，能够提高摄影测量仪器的测量精度。

技术领域

本发明涉及工业摄影测量技术及设备领域，具体为一种工业摄影测量基准尺。

背景技术

在工业摄影测量技术应用中，基准尺(英文：scale bar，有时也称为标定杆)被用来提供长度基准或者对相机参数进行标定。

摄影测量(英文：Photogrammetry)是一种利用被摄物体影像来重建物体空间位置和三维形状的技术，它的历史可以追溯到19世纪中叶。摄影测量技术最初主要用于测制各种比例尺的地形图，建立地形数据库，为各种地理信息系统、土地信息系统以及各种工程应提供空间基础数据。随着计算机技术的发展以及数字图像处理等技术的应用，摄影测量在工业、建筑、生物、医学、考古、影视制作等领域得到了广泛的应用。一般地，当被测物体距摄影机的距离小于100m左右时称之为近景摄影测量(英文：Close Range Photogrammetry)。将近景摄影测量的理论与方法用于工业产品质量检测、过程控制中，产生了工业摄影测量(英文：Industrial Photogrammetry)技术。同一般的近景摄影测量技术相比较，工业摄影测量的摄影距离更短且精度要求更高。

采用工业摄影测量技术既可以测量静态目标，也可以测量动态目标。当测量静态目标时，一般采用单相机脱机测量系统。对于工业产品，一般需要在其表面粘贴标志点，或者采用专用投影仪在产品表面投射标志点图像，此外还需要放置基准尺(有时也称为基准尺)提供长度基准。当测量动态目标时，一般采用多相机联机测量系统。一般需要在被测目标表面粘贴标志点，在开始测量之前，需要使用基准尺对相机参数进行标定。工业摄影测量系统的精度主要取决于相机、计算软件和基准尺的精度。

基准尺一般使用碳纤维、铟钢等低热膨胀系数的材料制成，以减少使用过程中温度变化对基准长度的影响。基准尺上粘贴有标志点，标志点之间的距离经过高精度的标定。为了方便计算软件处理过程中基准尺上同名标志点的匹配，目前主要采用两种方式，一是在基准尺上另外粘贴编码标志点，二是在基准尺上粘贴四个标志点，基于交比不变性实现同名标志点的匹配，后一种的典型产品有加拿大Creaform公司的基准尺，这种基准尺采用两组共八个标志点，并且这两组标志点之间最大距离的标称值相同。现有技术存在的不足之处在于：

1、采用编码标志点，一根基准尺一般只能提供一个基准长度，很难保证相机参数的标定精度，从而对测量结果的精度带来不利影响；

2、采用四个标志点，无法确定标志点的前后顺序关系，即对于A、B、C、D四个点，A、B、C、D的交比与D、C、B、A的交比相同，因此给计算过程中同名标志点的匹配带来困难。同时，按照目前国际上工业摄影测量技术方面的主要标准VDI 2634/1的要求，需要将基准尺放置在一个正方体区域的七个不同方位对工业摄影测量仪器进行标定和校验，这七个方位包括正方体的三条边、三条正方体面对角线和一个空间对角线。面对角线的长度为正方体边长的倍，空间对角线为正方体边长的倍，因此，采用这一类基准尺很难保证全场标定和校验精度。

发明内容

本发明的目的是通过改变基准尺上标志点的个数及其分布，提供一种工业摄影测量基准尺，方便摄影测量标定和校验并提高其精度。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：