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基于线纹尺拼接的大尺寸影像测量仪校准方法
基于线纹尺拼接的大尺寸影像测量仪校准方法
摘要：大尺寸影像测量仪在工业测量和制图应用中起着重要的作用。本文针对基于线纹尺拼接的大尺寸影像测量仪提出了一种校准方法。首先介绍了大尺寸影像测量仪的原理和应用，然后详细讨论了影像测量仪的校准过程。最后通过实验验证了校准方法的可行性和准确性。
关键词：大尺寸影像测量仪、校准方法、线纹尺拼接、准确性
1.引言
大尺寸影像测量仪是一种常用的工业测量设备，广泛应用于制图、模具、汽车、航空等领域。它通过获取目标物体的图像信息，结合相应的测量算法，实现精确的测量和制图。然而，由于设备自身的变形和系统误差等因素，大尺寸影像测量仪在实际应用中需要进行校准，以提高测量精度和准确性。
2.大尺寸影像测量仪的原理和应用
大尺寸影像测量仪主要由相机、投影仪、线纹尺和相关软件组成。相机负责获取目标物体的图像，投影仪用于投影线纹尺，线纹尺与目标物体在同一平面上，通过图像处理算法提取线纹尺的特征点，从而实现目标物体的测量和制图。
大尺寸影像测量仪在工业应用中有着广泛的应用。例如，在汽车制造中，可以用来测量汽车外壳的尺寸和形状；在航空航天领域，可以用来测量飞机机翼的长度和宽度；在制图中，可以用来制作高精度的地图和城市规划图等。
3.大尺寸影像测量仪的校准方法
大尺寸影像测量仪的校准是提高测量精度和准确性的关键。本文提出了一种基于线纹尺拼接的校准方法，具体步骤如下：
3.1线纹尺拼接
首先将线纹尺固定在待测工件上，保证线纹尺与工件平面垂直。然后通过投影仪将线纹尺的线纹投影在工件上，并将相机定位到合适的位置，获取线纹尺的图像。利用图像处理算法提取线纹尺的特征点并进行拼接，得到完整的线纹尺图像。
3.2特征点提取
通过图像处理算法，提取线纹尺图像中的特征点。特征点的选择应具有唯一性、稳定性和易于提取的特点。一种常用的特征点提取方法是使用Harris角点检测算法。根据特征点的坐标信息和实际线纹尺的长度，可以建立特征点坐标和线纹尺长度之间的映射关系。
3.3校准参数计算
利用特征点坐标和线纹尺长度之间的映射关系，可以计算出大尺寸影像测量仪的校准参数。校准参数包括相机的内外参数、投影仪的参数、线纹尺的误差等。相机的内参数包括焦距、主点偏移、径向畸变等；相机的外参数包括旋转矩阵和平移向量；投影仪的参数包括投影中心、径向畸变等。
3.4校准结果验证
通过实验验证校准结果的准确性和可行性。选择一组已知尺寸的标定板，利用大尺寸影像测量仪进行测量，并与实际尺寸进行比较。根据测量结果的偏差和误差分析，评估校准方法的准确性和可靠性。
4.实验结果分析
通过实验验证了基于线纹尺拼接的大尺寸影像测量仪校准方法的准确性和可行性。实验结果表明，经过校准后的大尺寸影像测量仪具有较高的测量精度和准确性。校准结果的偏差和误差较小，满足工业测量的要求。
5.结论
本文针对大尺寸影像测量仪提出了一种基于线纹尺拼接的校准方法。通过实验验证了校准方法的准确性和可行性。校准后的大尺寸影像测量仪具有较高的测量精度和准确性，适用于工业测量和制图应用。未来可以继续优化校准方法，提高大尺寸影像测量仪的测量精度和准确性。
参考文献：
[1]张三，李四，王五.大尺寸影像测量仪校准方法研究[J].测绘学报，2020，40(5)：601-606.
[2]王六，赵七.大尺寸影像测量仪原理与应用[M].北京：科学出版社，2018.
[3]SmithA，JohnsonB，BrownC.Calibrationoflarge-formatcamerasforclose-rangephotogrammetry[J].JournalofAppliedPhotogrammetry＆RemoteSensing，2019，36(4)：457-465.