[發明專利]一種大型精密工業設備變形量與伺服角度檢測方法

有效

• 申請號: 201811031030.3
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN109297426B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 陳勇;黃亮;郭震冬;邢誠;管嘯
• 申請（專利權）人: 江蘇省測繪工程院
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G01B11/26
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

本發明公開了一種大型精密工業設備變形量與伺服角度檢測方法，屬于工業測量與大地測量交叉的技術領域。本發明使用了工業攝影測量系統、激光跟蹤儀與高精度全站儀相結合的技術，主要發明內容有：①在基準尺的基礎上，將激光跟蹤儀測量的兩根線段長度也作為攝影測量的長度基準，提高攝影測量空間尺度精度的同時也可以進行相互檢核；②自制拍攝輔助伸縮桿，讓測量相機能夠以任何角度拍攝目標的任何位置，解決大型設備的觀測難題；③借助激光跟蹤儀建立的局部重力水平坐標系作為過渡，實現了攝影測量坐標系到大地坐標系的高精度轉換。

技術領域

本發明屬于工業測量與大地測量交叉的技術領域，具體地說，是關于一種大型精密工業設備變形量與伺服角度檢測方法。

背景技術

現有的測量方法存在的問題：成果是獨立的攝影測量坐標系，缺少與國家大地坐標系的高精度轉換方法；受工業測量相機景深、攝影標志反射角度等因素的限制，對大型設備拍攝時容易產生盲區；大型設備與基準尺的長度比值過大，不利于全局的空間尺度精度控制。本單位承接了新疆某大型精密工業設備的變形量與伺服角度檢測項目，為克服現有技術不足，研發了本發明所公開的技術。

發明內容

本發明為解決背景技術中提及的問題，研究了一種工業攝影測量系統、激光跟蹤儀、高精度全站儀相結合的方法，用以檢測大型精密工業設備的重力與溫度變形量，并在大地測量坐標系下檢測伺服角度。通過項目驗證，該方法具有觀測區域大、采集速度快、成果精度高、坐標可轉換等優勢，有效提高了大型精密工業設備變形量與伺服角度檢測的效率與精度，并可將檢測成果納入國家統一的大地坐標系，對大型精密工業設備的制造與裝配具有重要意義。

為實現上述技術目的，本發明采取的技術方案為：

一種大型精密工業設備變形量與伺服角度檢測方法，其特征是：包括以下步驟：

步驟一、現場踏勘：對工業設備的形狀尺寸、外部環境、外圍控制點點位分布及通視條件進行現場踏勘，確定工業設備的測量標志布設方案、激光跟蹤儀架設點位、工業攝影測量系統架設點位和全站儀架設點位，在確定的測量標志處安裝磁性基座；

步驟二、建立激光跟蹤儀坐標系并確定激光跟蹤儀坐標系公共點標志：利用激光跟蹤儀的測量水平面功能得到局部重力水平面，以激光跟蹤儀中心為原點，水平面法線方向為Z軸，北方向為X軸，建立獨立的右手空間直角坐標系，命名為激光跟蹤儀坐標系，在磁性基座中安置激光跟蹤儀反射球，以激光跟蹤儀測量激光跟蹤儀反射球位置，使各個磁性基座在激光跟蹤儀坐標系中具有坐標，其中，有至少四個磁性基座定義為激光跟蹤儀坐標系公共點標志；

步驟三、建立攝影測量坐標系并確定攝影測量坐標系公共點標志：以攝影測量中心為原點，建立攝影測量坐標系，在磁性基座處固定一根基準尺，在磁性基座上放置攝影標志靶球，攝影標志靶球球心和激光跟蹤儀反射球球心重疊，用工業攝影測量系統對工業設備進行攝影，獲得攝影測量數據；通過測量，獲得至少兩條基準線段的真實長度，基準線段為磁性基座的球心坐標之間的連線，將基準線段長度帶入攝影測量數據，對攝影測量數據進行平差解算，使磁性基座在攝影測量坐標系中具有坐標，同時獲得攝影測量數據中基準尺平差解算的長度，將攝影測量數據中基準尺平差解算的長度與基準尺的真實長度進行比對，用以驗證攝影測量解算成果的空間尺度精度；將定義為激光跟蹤儀坐標系公共點標志的磁性基座定義為攝影測量坐標系公共點標志；

步驟四、確定大地坐標系公共點標志：在工業設備所處建筑內側墻面上布設全站儀的反射片，反射片位置對于內部觀測墩和激光跟蹤儀站點都要通視良好，觀測角度合適，反射片在立體空間均勻分布；使用已在國家大地坐標系中定向的全站儀，測定所有反射片中心點在大地坐標系中的三維坐標；將激光跟蹤儀手持測頭頂住反射片中心，測定所有反射片中心在激光跟蹤儀坐標系的三維坐標；