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GPS三坐标测量系统
来源:华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室 发布时间:2014-05-22 阅读量:

一、简介

该系统针对我国现代大型机械制造过程中大尺寸零件整体测量、检测及装配定位的薄弱环节,解决了大型、超大型工件整体尺寸大与局部空间复杂、细节分辨率高之间的矛盾,突破高精度自主测量终端和大范围全局精密测量控制等关键技术,是一套大尺寸零件生产现场在线检测系统。

GPS三坐标测量系统的构成为:使用基于数字光学投影的近距离结构光测量系统作为测量终端,精确测量工件局部范围内复杂曲面的密集点云数据;同时由基于GPS原理的大范围光电跟踪、定位系统(indoorGPS系统,简称iGPS),对大范围全局坐标系进行监控,实时跟踪结构光测量系统在工件全场坐标系下的精确坐标,从而将测量得到的局部范围的密集点云数据自动融合到同一坐标下,实现大尺寸工件的完整点云数据精密测量。

iGPS测量技术具有高精度、高可靠和高效率等优点,主要用于解决大尺寸空间的测量与定位问题。该系统使用红外脉冲激光发射器代替卫星的作用,接收器根据发射器投射来的光线时间特征参数,计算接收器所在点的角度和位置,并将模拟信号转换成数字脉冲信号,通过无线网络发送给中央控制室的服务器,最后通过数据处理软件计算获得高精度的三维坐标。

 

二、主要技术参数

系统组成及技术指标如下:

1、主机系统

1)三维结构光测量系统2套

l  原理:基于数字光学结构光投影测量

l  单次扫描范围:600mm×400mm

l  测量精度:0.05mm~0.1mm

l  测量点距:0.05mm~0.5mm

l  单次测量时间:≤5s 

2)Indoor GPS测量系统1套

l  原理:基于GPS原理的大范围光电跟踪、定位系统

l  测量空间:大于20m×20m×20m

l  测量精度:小于± 0.3mm

3)整体测量精度:±0.1mm/m。

 

三、应用范围

该系统可以应用于飞机制造、汽车、造船以及大尺寸工件、模具三维测量以及工业测量等领域。它的主要功能体现在:实时监控、移动导航、在线检测、大部件的空间尺寸三维测量以及逆向工程等等。即实时监控被测物体在生产、安装和维修过程中的位置和状态;跟踪和导航工作区域内的起重机、机器人或其它移动设备及工具;实时在线检测生产装配线或实验室研究的质量控制。

该系统为大尺寸零件反求设计提供了方便、快捷的新方法。它突破了如今各种测量设备测量范围小的局限性,使许多精密的光学测量设备能进行快速、高精度的大范围测量。大大缩短了大尺寸零件的设计和开发周期,提高生产效率,增强大尺寸零件设计的创新能力。

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