吴 浩,张 勇,王伟明,佀明华,李 欣，范 磊

(1.陆军工程大学石家庄校区电子与光学工程系,河北 石家庄 050003；2. 中国人民解放军63908部队，河北 石家庄 050000； 3.石家庄铁道大学电气与电子工程学院，河北 石家庄 050043)

1 引 言

角度测量是计量科学的重要组成部分,广泛应用于工业生产和国防军事领域,如在大型机械制造和工程安装中,经常需要测量相距数米若干被测对象的异面几何元素(如轴的轴线、孔的中心线、平板的法线)之间的空间夹角[1-2]；另外为确保武器系统打击精度,也需要对武器系统配属的多光谱侦察设备(可见光、微光、激光、红外等光电设备)光电轴线与火力轴线进行一致性检测。上述方法均涉及大间距空间角测量,而传统的角度测量方法如三坐标测量机方法[3-4]、多站经纬仪法[5-6]、室内GPS测量法[7]、平行光管测量法[8]等在测量精度、应用范围上有局限性。在分析现有大空间角度测量现状基础上,提出了一种基于机器视觉的角度测量方法,实现了大间距动态变化过程中的角度测量,可应用于武器系统调炮精度检测、光电桅杆偏移量检测及火炮身管晃动量检测等方面。

2 大间距空间角度测量方法

为解决工业及国防领域大间距空间角测量需求,国外相关研究机构提出了一系列较为新颖的检测方法并研制了相关测量设备,较有代表性的包括激光跟踪仪法、相交校靶法、视觉测量法及惯性测量法等。

2.1 激光跟踪仪测量法

激光跟踪仪可实现大尺寸部件面型测量、机器人位姿调整、系统部件装配,以及工装检测和研发过程中涉及的角度测量,具有精度高、误差小、实时性好、测量范围宽、操作简便等特点。……