基于无衍射姿态探针和全站仪组合测量空间隐藏坐标

作     者：马国鹭 曾国英 赵斌 MA Guo-lu;ZENG Guo-ying;ZHAO Bin

作者机构：西南科技大学制造科学与工程学院四川绵阳621010 华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430074 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2015年第23卷第2期

页      面：363-370页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：西南科技大学自然科学基金资助项目(No.14zx7160) 四川省部共建教育部重点实验室资助项目(No.13zxzk06) 

主　　题：坐标测量 无衍射光探针 全站仪 激光跟踪仪 特征隐藏区 

摘      要：针对大尺度空间中构件特征隐藏区的空间坐标测量,提出了一种基于无衍射光束的测量探针,并将该探针与全站仪结合构成了空间坐标组合测量系统。介绍了探针姿态测量系统和组合测量系统的结构与原理。测量时,首先将探针测头接触于被测点,并用全站仪或激光跟踪仪瞄准探针的光学系统,测得探针的空间位置坐标。接着,使用探针将测距激光通过axicon透镜变换为无衍射光,并由CCD摄像机获得图像。由无衍射光的中心一对一映射激光的入射方向,通过无衍射光图像定中计算,获得探针的水平角和俯仰角。最后,通过电子倾角仪测得探针滚动角;联合测得各姿态角和位置坐标,通过坐标变换,计算得出被测点的空间坐标。实验显示,该探针的姿态角测量精度为1mrad,组合测量空间位置偏差为±1mm,表明基于无衍射光束的探针与全站仪所构成的组合测量系统可满足大尺度空间中特征隐藏区空间坐标测量的要求。