[發明專利]一種基于工業攝影測量的超高精度形變測量方法

在審

• 申請號: 202211516160.2
• 申請日: 2022-11-30
• 公開（公告）號: CN116124093A
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 黃桂平;申旭;豆世豪;劉世濤;王新萍;軒亞兵
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00;G01C25/00;G01B11/16
• 代理公司: 鄭州天陽專利事務所(普通合伙) 41113
• 代理人: 蔡文雅

1.一種基于工業攝影測量的超高精度形變測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)對被測物體進行標志點布設：保證所設每個標志點在測量時至少要被兩個及以上的攝站所攝影，所有的攝站、標志點和攝影光線形成若干個三角形的網狀結構，構成工業攝影測量網形；

2)計算測量網形一致性：預設相機位置與姿態，并將預設相機的位置與姿態通過指令的方式輸入高精度重復定位定姿拍攝裝置的控制器中，使得高精度重復定位定姿拍攝裝置控制相機按照預設位置與姿態進行移動和旋轉拍攝；其中，相機姿態共具有6個自由度，即三個自由度的位移參數x、Y、Z和三個自由度的空間旋轉參數ω、κ，通過多組拍攝操作，可計算測量網形一致性；

3)超高精度形變測量：選擇步驟2)中最優的測量網形，并通過高精度重復定位定姿拍攝裝置移動軌道、絲杠導軌、旋轉轉臺控制測量相機的位置與自由度姿態，將相機的位置與姿態通過指令的方式輸入高精度重復定位定姿拍攝裝置的控制器中，使得控制器控制相機按照預設位置與姿態進行移動和旋轉拍攝，由于高精度重復定位定姿拍攝裝置的重復定位、定姿精度較高，即可以達到較高的網形一致性精度，從而實現工業攝影測量超高精度形變測量的目的。

2.根據權利要求1所述的基于工業攝影測量的超高精度形變測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)對被測物體進行標志點布設：保證所設每個標志點在測量時至少要被兩個及以上的攝站所攝影，所有的攝站、標志點和攝影光線形成若干個三角形的網狀結構，構成工業攝影測量網形；

2)計算測量網形一致性：預設相機位置與姿態，并將預設相機的位置與姿態通過指令的方式輸入高精度重復定位定姿拍攝裝置的控制器中，使得高精度重復定位定姿拍攝裝置控制相機按照預設位置與姿態進行移動和旋轉拍攝；其中，相機姿態共具有6個自由度，即三個自由度的位移參數X、Y、Z和三個自由度的空間旋轉參數ω、κ，通過多組拍攝操作，可計算測量網形一致性，其計算如下：

首先在相同測量網形下對同一目標進行m組重復測量，每次測量采集n張圖像，各張像片外方位元素分別表示為X_ij、Y_ij、Z_ij、ω_ij、κ_ij，其中i＝1，2，...，m；j＝1，2，...，n；

其次，求出m組之間外方位元素差值的絕對值，共個數據，分別表示為ΔX_uj、ΔY_uj、ΔZ_uj、Δω_uj、Δk_uj，其中u＝1，2，…，j＝1，2，...，n；

然后，求出n張像片中外方位元素差值絕對值的標準偏差：

其中，RMS表示標準偏差，j＝1，2，...，n；

最后，根據公式(2-1)～(2-6)求u組外方位元素標準偏差的平均值：

其中，

由公式(2-7)～(2-12)得到的數據反映了工業攝影測量的測量網形一致性高低程度，得到的6自由度參數的值越小，其測量網形一致性越好，反之，測量網形一致性越差；

3)超高精度形變測量：選擇步驟2)中最優的測量網形，并通過高精度重復定位定姿拍攝裝置移動軌道、絲杠導軌、旋轉轉臺控制測量相機的位置與自由度姿態，將相機的位置與姿態通過指令的方式輸入高精度重復定位定姿拍攝裝置的控制器中，使得控制器控制相機按照預設位置與姿態進行移動和旋轉拍攝，由于高精度重復定位定姿拍攝裝置的重復定位、定姿精度較高，即可以達到較高的網形一致性精度，從而實現工業攝影測量超高精度形變測量的目的。