[发明专利]型面数字摄影自动化测量方法

权利要求书

1.一种型面数字摄影自动化测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：利用激光跟踪仪(5)测量待测型面的位置和姿态；

步骤2：根据待测型面的位置和姿态，利用数字摄影测量原理，规划出数字摄影测量相机(4)拍摄型面的位置和角度以及拍摄照片数量；

步骤3：记全向移动升降平台(1)坐标、机械臂(2)零位、数字摄影测量相机(4)坐标、激光跟踪仪(5)坐标、姿态测量设备(3)坐标分别为A、B、C、D、E，在激光跟踪仪(5)坐标系下标定出移动升降平台(1)坐标、机械臂(2)零位、数字摄影测量相机(4)坐标、激光跟踪仪(5)坐标、姿态测量设备(3)坐标的相互关系；

步骤4：根据在激光跟踪仪(5)坐标系下全向移动升降平台(1)坐标、机械臂(2)零位、数字摄影测量相机(4)坐标、激光跟踪仪(5)坐标、姿态测量设备(3)坐标的相互关系，控制全向移动升降平台(1)和机械臂(2)运动，从而使数字摄影测量相机(4)运动到步骤2中规划的拍摄位置和角度；

步骤5：利用数字摄影测量相机(4)对型面进行拍照，并将拍摄完成后的照片导入到数据采集分析系统(6)进行处理，得到型面的相应的指向与平面度；

所述步骤3包括如下步骤：

步骤3.1：数字摄影测量相机(4)、激光跟踪仪(5)分别测量公共点，并得到关系R(C-D)，所述公共点分散不共面且不少于4个；其中公共点采用靶球，数字摄影测量相机(4)采用带反射面靶球，激光跟踪仪(5)采用标准靶球；

步骤3.2：在拍摄第一张照片时，利用激光跟踪仪(5)测量姿态测量设备(3)，得到关系R(E-D)；

步骤3.3：基于R(C-D)、R(E-D)，通过计算得到姿态测量设备(3)、数字摄影测量相机(4)之间的关系R(E-C)＝R^-1(C-D)*R(E-D)；

步骤3.4：利用激光跟踪仪(5)测量初始状态全向移动升降平台(1)的姿态，并得到关系R(A1-D)；

步骤3.5：机械臂(2)归零位，利用激光跟踪仪(5)测量此时姿态测量设备(3)，并得到关系R(E1-D)；

其中，1表示初始状态。

2.根据权利要求1所述的型面数字摄影自动化测量方法，其特征在于，重复步骤4、步骤5，对待测型面进行重复测量，对多次测量的结果取平均值得到最终型面指向与平面度。

3.根据权利要求1所述的型面数字摄影自动化测量方法，其特征在于，采用大尺寸型面数字摄影自动化测量系统进行测量，所述测量系统包括全向移动升降平台(1)、机械臂(2)、数字摄影测量相机(4)、激光跟踪测量模块、数据采集与分析系统(6)、相关附件；所述激光跟踪测量模块包括姿态测量设备(3)、激光跟踪仪(5)，姿态测量设备(3)连接激光跟踪仪(5)；

所述全向移动升降平台(1)连接机械臂(2)，机械臂(2)末端安装数字摄影测量相机(4)、姿态测量设备(3)，全向移动升降平台(1)、机械臂(2)、姿态测量设备(3)、数字摄影测量相机(4)、激光跟踪仪(5)连接数据采集与分析系统(6)；

所述姿态测量设备(3)能够对机械臂末端进行实时姿态的测量，确认数字摄影测量相机(4)拍摄时位置和姿态是否正确，如果不正确则反馈数据采集与分析系统(6)，数据采集与分析系统(6)发送位置姿态调整信号给全向移动升降平台(1)、机械臂(2)实现位置和姿态调整；如果正确则数字摄影测量相机(4)拍摄照片；

所述姿态测量设备(3)坐标还能够用于标定全向移动升降平台(1)坐标、机械臂(2)坐标、数字摄影测量相机(4)坐标与激光跟踪仪(5)坐标之间的关系；

所述相关附件包括数字摄影测量用靶标点、摄影编码点、基准尺、反射球、靶球、磁性基座。

4.根据权利要求1所述的型面数字摄影自动化测量方法，其特征在于，所述步骤1具体为：根据待测型面的大小、形状合理放置激光跟踪仪(5)，利用激光跟踪仪(5)测量待测型面的特征点作为公共点，并在激光跟踪仪测量软件中拟合出相应的形状；如果型面并非规则形状，则将型面的CAD模型导入测量软件中，通过测量多个拟合点，并将上述点通过最佳拟合与CAD模型进行匹配；

所述特征点为型面的标志点。