在航空制造中，光学扫描测量技术的最新发展和应用技术
测量测试是机械制造技术重要的组成部分，测量是机械制造的眼睛，测量技术的先进性反映了产品的先进性。精密测量测试技术不仅对产品质量控制起决定作用，在现代高档数控和智能技术为主导的制造系统中，测量测试技术直接参与精密制造过程，并对制造水平起到决定作用。这里谈谈几何量（几何尺寸、型位误差等）精密测量测试技术的发展状况和趋势，尤其是在航空制造中，光学扫描测量技术的最新发展和应用技术。
近年来，在航空制造复杂零件测量领域，国外的光学扫描坐标测量机发展十分迅速。坐标测量技术从点触发测量到接触扫描，再到正在迅速发展的非接触扫描测量，效率越来越高。不同类型的测头同时使用或交替使用，是当前重要的发展方向，是当前测量机技术发展的前沿技术趋势。精密测量测试技术配套技术发展，包括非接触光学扫描测头、多轴坐标测量机及其控制系统、通用测量测试评价软件等，国内产品水平仍有较大差距。
坐标测量技术的发展
1 坐标测量机
坐标测量机（Coordinate MeasureMachine，CMM）作为一种典型的通用高精度数控测量仪器，广泛用于机械制造领域。它可以进行零部件的尺寸、形状和位置精度的检测。由于它通用性强、测量范围广、精度和效率高，并能与数控加工系统组成柔性制造系统。坐标测量机作为一类大型精密测量仪器，有“测量中心”之称。在复杂零件的精密测量领域，坐标测量机是主要的手段。测量机以其精度高、柔性强等特点在现代化的生产制造中起着越来越重要的作用，属于自动化生产和柔性制造中一个重要的组成部分。其不仅能够完成各种零件的几何元素、曲线和曲面的测量，还可以和其他加工设备，如加工中心、数控机床等联机组成集成系统，实现设计、制造和检测的一体化。目前，国外著名的测量机厂家主要有Hexagon 公司、德国的Zeiss和WENZEL公司、意大利的Coord3公司、英国的IMS 公司、美国的OGP公司、日本的Mitutoyo 公司等；国内的测量机厂家主要有中航工业精密所、西安爱德华公司等。中航工业精密所的大型龙门测量机（见图1）和Hexagon 公司的移动桥是典型的测量机结构。
1、航空摄影技术规范 （1）《全球定位系统（GPS）辅助航空摄影技术规定》 （2）GB/T 18314-2009《全球定位系统（GPS）测量规范》 （3）全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》（CH/T2009-2010）（4）《国家基础航空摄影补充技术规定》 （5）GB 12898-2009《国家三、四等水准测量规范》 （6）GB/T 19294-2003《航空摄影技术设计规范》 （7）《低空数字航空摄影规范》（CH/Z3005-2010） （8）《低空数字航空摄影测量外业规范》（CH/Z3004-2010） （9）MH/T 1005-1996《摄影测量航空摄影仪技术要求》，中国民用航空总局（10）MH/T 1006-1996《航空摄影仪检测规范》，中国民用航空总局 （11）GB/T 16176-1996《航空摄影产品的注记与包装》 （12）《国家基础航空摄影补充技术规定》，国家测绘局 （13）GB 15967-1995《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影测量数字化测图规范》 （14）GB/T 6962-2005《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影规范》（15）GB 7931-2008《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影测量外业规范》 （16）GB 7930-2008《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图航空摄影测量内业规范》 （17）GB/T 20257.1-2007《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图图式》 （18）GB 14804-93《1∶500、1∶1000、1∶2000地形图要素分类与代码》（19）GB/T23236-2009《数字航空摄影测量空中三角测量规范》 （20）GB/T 18326-2001《数字测绘产品检查验收规定和质量评定》 （21）CH 1002-1995《测绘产品检查验收规定》 （22）CH 1003-1995《测绘产品质量评定标准》 （23）国测国字【1997】20《测绘生产质量管理规定》 （24）GB/T 18316-2008《数字测绘成果质量检查与验收》 （25）GB/T24356-2009《测绘成果质量检查与验收》
光学测距原理 1.利用红外线测距或激光测距的原理是什么？ 测距原理基本可以归结为测量光往返目标所需要时间，然后通过光速c = 299792458m/s 和大气折射系数n 计算出距离D。由于直接测量时间比较困难，通常是测定连续波的相位，称为测相式测距仪。当然，也有脉冲式测距仪，典型的是WILD的DI-3000 需要注意，测相并不是测量红外或者激光的相位，而是测量调制在红外或者激光上面的信号相位。 建筑行业有一种手持式的测距仪，用于房屋测量，其工作原理与此相同。 2.被测物体平面必须与光线垂直么？ 通常精密测距需要全反射棱镜配合，而房屋量测用的测距仪，直接以光滑的墙面反射测量，主要是因为距离比较近，光反射回来的信号强度够大。与此可以知道，一定要垂直，否则返回信号过于微弱将无法得到精确距离。 3.若被测物体平面为漫反射是否可以？ 通常也是可以的，实际工程中会采用薄塑料板作为反射面以解决漫反射严重的问题。 4.若以超声波测距代替是否可以让物体延一墙壁运动并测出与对面墙的距离？ 此问题搞不懂你的意图，超声波测距精度比较低，现在很少使用。 激光测距（即电磁波，其速度为30万公里/秒），是通过对被测物体发射激光光束，并接收该激光光束的反射波，记录该时间差，来确定被测物体与测试点的距离。 激光测距仪一般采用两种方式来测量距离:脉冲法和相位法。相位测距技术的测距精度高,但作用距离有限,主要用于高精度大地测量。众所周知，光在给定介质的传播速度是一定的，因此，通过测量光在参考点和被测点之间的往返传播时间，即可给出目标和参考点之间的距离。 相位测距法是通过强度调制的连续光波在往返传播过程中的相位变化来测量光束的往返传播时间，其计算公式如下： t=Φ/2πf 式中，t为光波往返传播时间（s）；Φ为调制光波的相位变化量（rad）; f为调制频率（Hz）。 光的往返传播时间得到后，目标至参考点的距离可由下式求得 R=(c/2)×(Φ/2πf)=(λ/2)×(Φ/2π) 式中，R为目标至参考点距离（m）；c为光波传播速度（m/s）；λ为调制光波波长（m）。 相位位移是以2π为周期变化的，因此有 Φ=（N+△n）.2π 式中，N为相位变化整周期数；△n为相位变化非整周期数。
快速成型技术的现状和发展趋势 1 快速成型技术的基本成型原理 近十几年来，随着全球市场一体化的形成，制造业的竞争十分激烈。尤其是计算机技术的迅速普遍和CAD/CAM技术的广泛应用，使得快速成型技术 (Rapid Prototyping简称RP)得到了异乎寻常的高速发展，表现出很强的生命力和广阔的应用前景。 传统的加工技术是采用去材料的加工方式，在毛坯上把多余的材料去除，得到我们想要的产品。而快速成型技术基本原理是:借助计算机或三维扫描系统构建目标零件的三维数字化模型,之后将该信息传输到计算机控制的机电控制系统,计算机将模型按一定厚度进行“切片”处理,即将零件的3D数据信息离散成一系列2D轮廓信息,通过逐点逐面的增材制造方法将材料逐层堆积,获得实体零件,最后进行必要的少量加工和热处理,使零件性能、尺寸等满足设计要求。。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。 目前，快速成形的工艺方法已有几十种之多，大致可分为7大类，包括立体印刷、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积成型、三维焊接、三维打印、数码累积成型等。其基本的原理如下图所示。 图1 快速成型原理示意图 2 快速成型技术在产品开发中的应用 不断提高RP技术的应用水平是推动RP技术发展的重要方面。目前，交通大学机械学院，快速成型国家工程研究中心，教育部快速成型工程研究中心快速成
型技术已在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域都得到了广泛应用。并且随着这一技术本身的发展，其应用领域将不断拓展。RP技术的实际应用主要集中在以下几个方面： 2.1 用于新产品的设计与试制。 （1）CAID应用: 工业设计师在短时间得到精确的原型与业者作造形研讨。 （2）机构设计应用: 进行干涉验证，及提早发现设计错误以减少后面模具修改工作。 （3）CAE功效:快速模具技术以功能性材料制作功能性模具，以进行产品功能性测试与研讨。 （4）视觉效果：设计人員能在短时间之便能看到设计的雛型，可作为进一步研发的基石。 （5）设计确认:可在短时间即可完成原型的制作，使设计人员有充分的时间对于设计的产品做详细的检证。 （6）复制于最佳化设计：可一次制作多个元件，可使每个元件针对不同的设计要求同时进行测试的工作，以在最短时间完成设计的最佳化。 （7）直接生产: 直接生产小型工具，或作为翻模工具 2.2 快速制模及快速铸造 快速模具制造传统的模具生产时间长，成本高。将快速成型技术与传统的模具制造技术相结合，可以大大缩短模具制造的开发周期，提高生产率，是解决模具设计与制造薄弱环节的有效途径。快速成形技术在模具制造方面的应用可分为直接制模和间接制模两种，直接制模是指采用RP技术直接堆积制造出模具，间接制模是先制出快速成型零件，再由零件复制得到所需要的模具 2.3 机械制造 由于RP技术自身的特点，使得其在机械制造领域，获得广泛的应用，多用于制造单件、小批量金属零件的制造。有些特殊复杂制件，由于只需单件生产，或少于50件的小批量，一般均可用RP技术直接进行成型，成本低，周期短。2.4 医疗中的快速成形技术 在医学领域的应用近几年来，人们对RP技术在医学领域的应用研究较多。以医学影像数据为基础，利用RP技术制作人体器官模型，对外科手术有极大的应用价值。 2.5 三维复制 快速成形制造技术多用于艺术创作、文物复制、数字雕塑等。 2.6 航空航天技术领域 航空航天产品具有形状复杂、批量小、零件规格差异大、可靠性要求高等特点，产品的定型是一个复杂而精密的过程，往往需要多次的设计、测试和改进，耗资大、耗时长，而快速成型技术以其灵活多样的工艺方法和技术优势而在现代航空航天产品的研制与开发中具有独特的应用前景。
光学干涉测量技术 ——干涉原理及双频激光干涉 1、干涉测量技术 干涉测量技术和干涉仪在光学测量中占有重要地位。干涉测量技术是以光波干涉原理为基础进行测量的一门技术。相干光波在干涉场中产生亮、暗交替的干涉条纹，通过分析处理干涉条纹获取被测量的有关信息。 当两束光亮度满足频率相同，振动方向相同以及相位差恒定的条件，两束光就会产生干涉现象，在干涉场中任一点的合成光强为： 122I I I πλ=++ 式中△是两束光到达某点的光程差。明暗干涉条纹出现的条件如下。 相长干涉（明）： min 12I I I I ==+ （ m λ=） 相消干涉（暗）： min 12I I I I ==+-， （12m λ? ?=+ ??? ） 当把被测量引入干涉仪的一支光路中，干涉仪的光程差则发生变化。通过测量干涉条纹的变化量，即可以获得与介质折射率和几何路程有关的各种物理量和几何量。 按光波分光的方法，干涉仪有分振幅式和分波阵面式两类。按相干光束传播路径，干涉仪可分为共程干涉和非共程干涉两种。按用途又可将干涉仪分为两类，一类是通过测量被测面与参考标准波面产生的干涉条纹分布及其变形量，进而求得试样表面微观几何形状、场密度分布和光学系统波像差等，即所谓静态干涉；另一类是通过测量干涉场上指定点干涉条纹的移动或光程差的变化量，进而求得试样的尺寸大小、位移量等，即所谓动态干涉。 下图是通过分波面法和分振幅法获得相干光的途径示意图。光学测量常用的是分振幅式等厚测量技术。 图一 普通光源获得相干光的途径 与一般光学成像测量技术相比，干涉测量具有大量程、高灵敏度、高精度等特点。干涉测量应用范围十分广泛，可用于位移、长度、角度、面形、介质折射率的变化及振动等方面的测量。在测量技术中，常用的干涉仪有迈克尔逊干涉仪（图二）、马赫-泽德干涉仪、菲索
焊接技术的发展及发展趋势 黄牡丹 佳木斯大学材料科学与工程学院黑龙江省佳木斯市154007 摘要：本文综述焊接技术的发展及发展趋势，焊接技术，又称连接工程，是一种重要的材料加工工艺，随着人类社会的发展，各种新材料的不断开发及科学技术不断的发展，焊接技术已经成为一门独立的学科，它广泛应用于石油化工、电力、航空航天、海洋工程、微电子技术等工业部门。可以预测，在未来焊接技术的发展趋势必然走向自动化、高效、环保、节能等方面。 关键词：焊接技术、自动化、环保 The development of welding technology and development trend HUANGMudan Jia-mu-si University, School of materials science and engineering, Jia-mu-si 154007 Abstract：This paper reviews the development of welding technology and developing trend of welding technology, also known as the connection of engineering, is a kind of important material processing technology, with the development of human society, all kinds of new materials to develop and continuously with the development of science and technology, welding technology has become an independent discipline, it is widely used in petrochemical, electric power, aerospace, Marine engineering, microelectronics and other industrial sectors. Can be predicted that in the future development trend of welding technology inevitably toward automation, high efficiency, environmental protection, energy saving, etc. Key words：Welding technology ; automation; Environmental protection; 0引言 焊接的定义如下：被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺过程成为焊接[1]。焊接的发展过程就某种意义上来说就是焊接热源的发展过程，从上个世纪80年代开发电弧以来，焊接热源也在不断发展中。进入到新世纪，焊接技术的不断的在得到发展，从目前的发展趋势看来，焊接技术逐步向高效率、高质量、低成本、降低劳动强度、降低能耗的方向发展。所以焊接技术将随着科学技术的进步而不断发展，主要体现在以下几个方面 1数字化控制推动焊接技术的升级和发展 在几年前，数字化控制的焊机只是少数几个国际知名公司的“尖端科技”，但现在数字化控制的焊机已经广泛应用在我国的许多企业，在芬兰KEMPPI和奥地利Fronius 的推动下，数字化焊机已进入产业规模化生产阶段。虽然目前智能化还处在初级阶段，但有着广阔前景，是一个重要的发展方向。有关焊接工程的专家系统，近年来国内外已有较深入的研究，并已推出或准备推出某些商品化焊接专家系统。焊接专家系统是具有相当于专家的知识和经
4D产品、航空摄影测量知识点 航摄准备：摄区基本情况分析、确定航摄设计用图、航摄空域申请、《航空摄影技术设计书》航摄设计：摄影比例尺的确定、 航摄分区的划分（a)分区界线应与图廓线相一致；b)分区内的地形高差不得大于四分之一航高（以分区的平均高度平面为基准面的航高)。c)在地形高差许可且能够确保航线的直线性的情况下，航摄分区的跨度应尽量划大，同时分区划分还应考虑用户提出的加密方法和布点方案的要求；e)当地面高差突变，地形特征差别显著或有特殊要求时，可以破图幅划分航摄分区。）、基准面高度的确定、航线的敷设、航摄基本参数的计算、航摄季节和时间的选择、航摄仪的选择与检定、航摄胶片的选择与测定； 空中摄影：设备的检测发、航摄试片、航空摄影、填写飞行日志； 摄影处理：配置冲洗药液、胶片冲洗、像片印制； 质量检查：像片重叠度、像片倾斜角、像片旋偏角、航线弯曲度、摄站航高差、航摄漏洞、航线偏差、影像质量； 成果提交： 1）航摄分区略图 2）航片索引图 3）航摄底片、像片 4）航摄仪检定表 5）航摄底片压平质量检测数据表6）航摄底片密度抽样测定数据表7）航摄飞行报告 8）附属仪器记录数据9）成果质量检查报告10）技术总结 11）航摄资料移交书12）合同规定的其他资料 摄影测量的主要任务之一：把地面按中心投影规律获取的摄影比例尺航摄像片转换成以测图比例尺表示的正射投影地形图
解析空中三角测量案例 空中三角测量的精度指标主要指定向误差和控制点残差：框标坐标残差绝对值一般不大于0.010mm，最大不超过0.015mm。扫描数字化航摄影像连接点上下视差中误差为 0.01mm（1/2像素），数码航摄仪获取的影像连接点上下视差中误差为1/3像素。 1、资料准备：像片索引图、数字/数字化航摄影像、航摄仪检定书、飞行记录资料、 区内现有小比例尺地形图、区域网像控点刺点片、区域网像控点联测成果。 2、像控点的转刺：航摄像片上平面点和平高点的刺孔偏离误差，不得大于像片上的0.1 毫米，高程点如选在明显目标点上，则要求相同，像控点的刺孔要小，刺孔直径最大不得超过0. 2毫米 3、像控点的选点观测：像片控制点的一般应满足下列条件: a)像片控制点的目标影像应清晰，易于判读；目标条件与其他像片条件矛盾时应着 重考虑目标条件；b)布设的控制点应能公用；c)控制点距像片边缘不应小于1cm (18cm X 18cm像幅)或1. 5cm (23cm X23cm)，综合法成图的控制点距航向边缘不应小于上述规定的1/2；d控制点距像片的各类标志应大于1mm； 4、定向：定向点残余上下视差、同一航带模型连接差。 5、网平差计算：平差计算、精度检查 6、分区接边：同比例尺、同地形类别、同比例尺、不同地形类别、不同比例尺 7、检查：像控点成果使用正确性检查、航摄仪检定参数与航摄参数、各项平差计算 的精度、提交成果的完整性 8、整理与提交：起算数据文件、像点坐标原始观测值文件、平差结果文件、影像外 方位元素文件、精度评定文件、测区加密分区图、区域网略图、成果检查与技术总结报告。
光学三维测量技术综述 精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-
光学三维测量技术综述 1．引言 客观景物三维信息的获取是计算机辅助设计、三维重建以及三维成像技术中的基础环节，被测物体的三维信息的快速、准确的获得在虚拟现实、逆向工 程、生物与医学工程等领域有着广泛的应用[1]。 三维测量方法总的包括两大类，接触式以及非接触式。如图所示。 图三维测量方法分类 接触式的三维测量方法到目前为止已经发展了很长一段时间，这方面的技术理论已经非常完善和成熟，所以，在实际的测量中会有比较高的准确性。但 是尽管如此，依然会有一些缺点[2]： (1) 在测量过程中，接触式测量必须要接触被测物体，这就很容易造成被测物体表面的划伤。 (2) 接触式测量设备在经过长时间的使用之后，测量头有时会出现形变现象，这无疑会对整个测量结果造成影响。 (3) 接触式测量要依靠测量头遍历被测物体上所有的点，可见，其测量效率还是相当低的。 接触式三维测量技术发展已久，应用最广泛的莫过于三坐标测量机。该方法基于精密机械，并结合了当前一些比较先进技术，如光学、计算机等。并且该方法现在已经得到了广泛的应用，特别是在一些复杂物体的轮廓、尺寸等信息的精确测量上。在测量过程中，三坐标测量机的测量头在世界坐标系的三个坐标轴上都可以移动，而且测量头可以到达被测物体上的任意一个位置上，只要测量头能到达该位置，测量机就可以得到该位置的坐标，而且可以达到微米级的测量精度。但由于三坐标机测量系统成本较高，加之上述的一些缺点，广泛应用还不太现实。
非接触式三维测量技术一般通过利用磁学、光学、声学等学科中的物理量测量物体表面点坐标位置。核磁共振法、工业计算机断层扫描法、超声波数字化法等非光学的非接触式三维测量方法也都可以测量物体的内部及外部结构的表面信息，且不需要破坏被测物体，但是这种测量方法的精度不高。而光学三维轮廓测量由于其非接触性、高精度与高分辨率,在CAD /CAE、反求工程、在线检测与质量保证、多媒体技术、医疗诊断、机器视觉等领域得到日益广泛的 应用,被公认是最有前途的三维轮廓测量方法[3]。由于光不能深入物体内部，所 以光学三维测量只能测量物体表面轮廓，因此，本文中所言光学三维测量即指光学三维轮廓测量，此后不再单独解释。 光学三维测量技术总体而言可以分为主动式光学三维测量和被动式光学三维测量，根据具体的原理又可以分为双目立体视觉测量法、离焦测量法、飞行时间法、激光三角法、莫尔轮廓术和结构光编码法等。下面就刚刚提到的几种光学三维测量技术的原理进行逐一讲解。 2.测量原理 被动式光学三维测量 双目立体视觉测量法 双目成像采用视觉原理来获得同一场景的2幅不同图像。通过对物体上同一点在2幅图像上的2个像点的匹配和检测,可以得到该点的坐标信息。测量原理如图所示。设摄像机基线长为B,视差定义为D= P1- P2,其中P1、P2为空间点W(X,Y,Z)在2像面上的投影点,则由几何关系可得Z=Bf/ D。计算出物点的深度坐标后,其它2个坐标可以通过简单的几何透视关系得出。双目视觉成像原理简单,但由于需要在两幅图像中寻找对定点的匹配,实际计算过程较为复杂。 图双目立体视觉法三维测量原理图
嘉鱼市国土资源局航空摄影测量及DEM、DOM、DLG生产项目 技术文件 [航空摄影部分] 武大吉奥信息技术有限公司 2009年10月
目录 1 航摄技术文件 (3) 1.1技术说明 (3) 1.1.1 含惯导的ADS40技术路线 (3) 1.1.2 不含惯导的DMC技术路线 (5) 1.1.3 传统彩色胶片相机技术路线 (6) 1.1.4 作业流程 (7) 1.2技术方案 (8) 1.2.1 主要工作内容 (8) 1.2.2 技术依据 (8) 1.2.3 测区概况 (9) 1.2.4 成图规格 (11) 1.2.5 航空摄影 (12)
1航摄技术文件 1.1技术说明 1.1.1含惯导的ADS40技术路线 ADS40是由全球著名的摄影测量公司徕卡公司开发的线阵列推扫式摄影系统，它高度集成了高精度全球定位系统（GPS）和惯性测量单元（IMU），其中高精度全球定位系统与地面基站GPS或精密星历数据联合解算后能够以2HZ频率提供高精度绝对坐标，具有长时低频高精度特点；惯性测量单元能够以200HZ频率记录航摄仪相对位置和高精度姿态数据，具有短时高频高精度的特点，两者紧密集成能够有效补偿彼此的系统误差，利用ADS40进行航空摄影，可以为每条扫描线产生准确的外方位元素。而利用摄影测量技术成图的关键技术是如何获取精确的影像外方位元素以恢复摄影时的立体状态，使用ADS40航摄系统进行航摄，一方面可以直接获取高清晰、高品质、高分辨率、多光谱数字航摄影像，另一方面能够获取每一条扫描影像的外方位元素，这样在影像后处理过程中只需结合精密卫星星历或GPS同步观测数据就能够得到准确的外方位元素，从而恢复整条航带摄影时的立体构像；空三加密处理时只需要在加密分区四角和中心加测像片控制点就可以保证影像空三加密精度，大大减少外业像控点数量，同时ADS40基高比较大，高程量测精度高，也可以成倍地减少外业高程控制点测量工作，有效缩短成图周期。4 采用ADS40实施航摄的总体技术步骤包括资料收集和空域申请、POS 辅助航空摄影、像片控制测量、航摄内业四个部分。 首先，根据合同要求收集测区必要的控制，地形图分幅图名，市行政划
我们所说的通用航空实际上只是整个民用航空业中的一个独立的分支，通用航空所涉及到的活动范围特别广阔，它基本包括了去除公共航空运输之外的所有内容，通用航空从事的方面包括了工农林渔等一系列方面，它的作业区域一般集中在低空区域，高度普遍在3000米以下，有一大部分甚至于是在600米以下的低空区域。通用航空作为一个新兴的领域，近几年来不断的蓬勃发展，根据报告数据显示，我们国家的通用航空的规模一直在以15%以上的增速在发展壮大，与几年前相比都是翻了几番，通用航空行业规模不断壮大，应用的场景也是日益增多，通用航空在整个国家GDP中的贡献率也越来越高。 1中国通用航空的现状分析 1.1中国通用航空的现状 中国的通用航空发展较晚，但是发展的比较迅猛，特别是近几年来一直保持着持续高效的发展趋势。就一个国家的通用航空而言，我们一般都是通过六个方面来考察它的整体水平：通用航空企业数量、通用航空机组规模、通用航空机场数量、年总飞行时长、从业人员水平以及社会经济效益。但是中国是一个人口和经济大国，按照这些指标来进行简单的评判的话并不能直接明了的判断出我国的通用航空发展的实际情况。就比如我国目前获得了通用航空许可证的企业超过了200家，航空机组规模也超过了3000架，但是这并不能代表我们国家的通用航空发展的水平比较高。若要真正的知晓我们国家的通用航空发展状况，我以为还是得从以下四个方面来实际的评判：(1)整体的通用航空的运输能力有多强;(2)通用航空用于工业作业以及农林作
业等的普及率有多高;(3)通用航空用于抢险救灾等重大事故救援中的水平有多高;(4)国内的普通居民的通用航空使用率有多高。 就通用航空的运输能力而言，我国目前的物流运输能力已经是初具规模，航空运输系统已经经受住了电网大型活动如“双十一”等的考验，但是这种规模的航空物流运输仅仅是停留在了大中型城市，通用航空运输的覆盖范围还是有限的，小型城市以及农村地区都无法被通用航空所覆盖。并且根据对通用航空企业的统计发现，现有的企业大多分布在我国的东部，西部地区的企业只有零星20来家，这种分布不均也会对整体的航空运输体验感造成很大影响。 就通用航空用于工业作业以及农林作业等的普及率而言，通用航空用于工农业的历史还是比较长的，但是根据调查研究是数据显示，截至到2016年，通用航空在工农业中的实际应用时长都没有达到15万小时，这个数据真实的表明了通用航空在工农业中的应用状态，整体都是十分缓慢的。 再来看看我国通用航空在抗震救灾中的应用，在天灾人祸发生的时候，通用航空会起到无法替代的作用。在几年前我国发生重大地震灾情的时候，地面通行都已经被阻断了，这个时候通用航空的作用是无可替代的，只能依靠直升机以及运输机等机组来进行运输救援，在这几次的天灾事故之中，虽然通用航空起到了得天独厚的作用，但是同样也暴露出了特别大的问题，相比国外，我们的通用航空的设备相对较为落后，各类配置都不够齐全，整体的救援能力还有待提高。 1.2通用航空存在的问题
中腰分类号：ＴＮ２４７密缀：单悦代号：ｌＬ９０３ 々ｅ：０２７２０４６４ 上海大学＠／；ｌｉｔ硕士学位论文ＳＨＡＮＧＨＡｌＵＮＩＶＥＲＳｌＴＹ ＭＡＳＴＥＲ’ＳＴＨＥＳＩＳ 题｛镜面反射物体光学三维测 日量技术研究 作看陶蓬 学科专业精密仪器及机械 导师竖堑里 完成日期２００５．０６
第一章：概述 １．１课题的研究意义 “镜面反射物体光学三维测量技术研究（Ｒｅｓｅａｒｃｈ（）ｎＯｐｔｉｃａｌＴｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒＳｐｅｃｕｌａｒＯｂｊｅｃｔｓ）”试图以光学方岳为手段，实现镜面反射物体（ＳｐｅｃｕｌａｒＯｂｊｅｃｔｓ）三维面形的快速测量与重建。 １９７０年代以来，光学三维测量技术以其高精度、高效率和非接触性（Ｎｏｎ—Ｃｏｎｔａｃｔ）的优点，已经在工业及民用领域得到广泛的应用和发展¨１２ｌ。首先，在工业领域，光学三维测量技术的作用是为先进制造业服务，担负起保证产品质量和提高生产效率的重任。特别是在航天航空工业、汽车制造业中，其应用可贯穿于从产品开发到制造，以及质量控制的整个生产过程；具体如在ｃＡＤ／ｃＡＭ／ｃＡＥ（计算机辅助设计／制造／工程）中替代接触式测量，用于构建逆向工程（ＲｅｖｅｒｓｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）系统，为产品开发和仿真加工制造提供一一种理想的设计手段。其次，在非工业领域亦有广阔的市场空间，比如①在多媒体技术及虚拟现实技术Ｉ３Ｉ中的应用、②在医疗诊断｜４】及人类学Ｉ５Ｉ中的应用等等。 但是，现有光学三维测量主流技术及其设备主要针对的是漫反射物体（ＤｅｆｕｓｅｄＯｂｊｅｃｔｓ）的三维测量，而难以有效地测量镜面物体。而在实际应用中，大量被测物体的表面性质为镜面反射。特别是在工业领域，镜面反射物体更是占有较大比重。例如，抛光模具等精加工零部件、某些表面涂镀零件（如喷镀汽车覆盖件）、某些玻璃及塑料制品以及印刷线路板的焊点等，其表 图１－１工业中常见的镜面反射物体 （ａ）喷镀车身（ｂ）印刷线路板的焊点（ｃ）抛光模具（ｄ）精加Ｔ零部件 面性质均为镜面反射。图１．１是工程中常见的镜面反射物体。目前，对于这类零件的三维检测一般采用两种办法： 其一，呆用传统的坐标测量机（ＣＭＭ）等接触式测量设备，速度很慢； 其二，喷涂其表面，改变其反射特性为漫反射后用光学方法测量【１１，这种方法削弱了光学测量方法的非接触优点。 事实上，镜面物体的光学三维测量技术研究已严重滞后于需求的快速增氏，对其研究具有重要的科学技术价值。从实用性的角度，该技术研究来源自２２程中的实际需求，其成果必然具有良好的应用前景；从技术角度，其意义在于镜面反射物体的光学三维测量已经成为工程测量领域中一个亟待解决的技术难题，对其开展研究，有助于丰富光学三维测量领域中的知识成果，从而拓宽光学三维测量技术的应用领域。
光学三维测量技术及应用 摘要：随着现代科学技术的发展，光学三维测量已经在越来越广泛的领域起到了重要作用。本文主要对接触式三维测量和非接触式三维测量进行了介绍。着重介绍了光学三维测量技术的各种实现方法及原理。最后对目前光学三维测量的应用进行了简单介绍。 1 引言 随着科学技术和工业的发展，三维测量技术在自动化生产、质量控制、机器人视觉、反求工程、CAD/CAM以及生物医学工程等方面的应用日益重要。传统的接触式测量技术存在测量时间长、需进行测头半径的补偿、不能测量弹性或脆性材料等局限性，因而不能满足现代工业发展的需要。。 光学测量是光电技术与机械测量结合的高科技。光学测量主要应用在现代工业检测。借用计算机技术，可以实现快速，准确的测量。方便记录，存储，打印，查询等等功能。 光学三维测量技术是集光、机、电和计算机技术于一体的智能化、可视化的高新技术，主要用于对物体空间外形和结构进行扫描，以得到物体的三维轮廓，获得物体表面点的三维空间坐标。随着现代检测技术的进步，特别是随着激光技术、计算机技术以及图像处理技术等高新技术的发展，三维测量技术逐步成为人们的研究重点。光学三维测量技术由于非接触、快速测量、精度高的优点在机械、汽车、航空航天等制造工业及服装、玩具、制鞋等民用工业得到广泛的应用。 2 三维测量技术方法及分类 三维测量技术是获取物体表面各点空间坐标的技术，主要包括接触式和非接触式测量两大类。如图1所示。 图1 三维测量技术分类
2.1 接触式测量 物体三维接触式测量的典型代表是坐标测量机(CMM，Coordinate Measuring Machine)。CMM是一种大型精密的三坐标测量仪器[1]，它以精密机械为基础，综合应用电子、计算机、光学和数控等先进技术，能对三维复杂工件的尺寸、形状和相对位置进行高精度的测量。 三坐标测量机作为现代大型精密、综合测量仪器，有其显著的优点，包括：（1）灵活性强，可实现空间坐标点测量，方便地测量各种零件的三维轮廓尺寸及位置参数；（2）测量精度高且可靠；（3）可方便地进行数字运算与程序控制，有很高的智能化程度。 早期的坐标测量机大多使用固定刚性测头，它最为简单，缺点也很多[2]。主要为（1）测量时操作人员凭手的感觉来保证测头与工件的接触压力，这往往因人而异且与读数之间很难定量描述；（2）刚性测头为非反馈型测头，不能用于数控坐标测量机上；（3）必须对测头半径进行三维补偿才能得到真实的实物表面数据。针对上述缺陷，人们陆续开发出各种电感式、电容式反馈型微位移测头，解决了数控坐标测量机自动测量的难题，但测量时测头与被测物之间仍存在一定的接触压力，对柔软物体的测量必然导致测量误差。另外测头半径三维补偿问题依然存在。三维测头的出现可以相对容易地解决测头半径三维补偿的难题，但三维测头仍存在接触压力，对不可触及的表面（如软表面，精密的光滑表面等）无法测量，而且测头的扫描速度受到机械限制，测量效率很低，不适合大范围测量。 2.2 非接触式测量 非接触式测量技术是随着近年来光学和电子元件的广泛应用而发展起来的，其测量基于光学原理，具有高效率、无破坏性、工作距离大等特点，可以对物体进行静态或动态的测量。此类技术应用在产品质量检测和工艺控制中，可大大节约生产成本，缩短产品的研制周期，大大提高产品的质量，因而倍受人们的青睐。随着各种高性能器件如半导体激光器LD、电荷耦合器件CCD、CMOS图像传感器和位置敏感传感器PSD等的出现，新型三维传感器不断出现，其性能也大幅度提高，光学非接触测量技术得到迅猛的发展。 非接触式三维测量不需要与待测物体接触，可以远距离非破坏性地对待测物体进行测量。其中，光学非接触式测量是非接触式测量中主要采用的方法。 3 光学非接触式三维测量的概述 光学非接触式三维测量技术根据获取三维信息的基本方法可分为两大类：被动式与主动式。如图2所示[3]。 主动式是利用特殊的受控光源（称为主动光源）照射被测物，根据主动光源的已知结构信息（几何的、物体的、光学的）获取景物的三维信息。被动式是在自然光（包括室内可控照明光）条件下，通过摄像机等光学传感器摄取的二维灰度图像获取物体的三维信息。
1 前言 1.1主要工作内容 （1）获取增城市市域范围内约1650平方公里真彩数码航片。 （2）沿增从高速、北三环高速和广河高速公路测绘面积约216平方公里1：2000数字线划图（DLG）。 （3）中心城区62平方公里1：2000数字线划图（DLG）修测。 （4）广汕路以北第一期测绘302平方公里1：2000数字线划图（DLG）。 （5）广汕路以北第二期测绘498平方公里1：2000数字线划图（DLG）。 （6）广汕路以南650平方公里数字正射影像图（DOM）生产。 1.2 技术依据 表1 技术依据 序号标准名称标准代号 1 《全球定位系统城市测量技术规程》CJJ73-97 2 《航空摄影技术设计规范》GB/T19294-2003 3 《城市测量规范》CJJ8-99 4 《1：500、1：1000、1：2000地形图图式》GB/T7929-1995 5 《1：500、1：1000、1：2000航测内业规范》GB7930-87 6 《数字测绘产品检查验收规定和质量评定标准》GB/T18316-2001 7 地球空间数据交换格式GB/T 17798—1999 8 1：500、1：1000、1：2000 地形图航空摄影测量数字化测图规范 GB 15967—1995 9 国家测绘局《GPS辅助航空摄影技术规定(试行）》—
10 国家三、四等水准测量规范GB 12898—91 11 数字测绘产品质量要求第1部分: 数字线划地形图，数字高程模型质量要求 GB/T17941.1— 2000 12 《1：500、1：1000、1：2000航测外业规范》GB7931-87 13 《测绘产品检查验收规定》CH1002-95 14 《测绘产品质量评定标准》CH1003-95 15 《1：500、1：1000、1：2000地形图数字化规范》GB/T17160—1997 16 《数字地形图系列和基本要求》GB/T18315—2001 17 《1：500、1：1000、1：2000地形图要素分类和代码》GB/T1804—93 18 乙方技术设计书（经甲方批准）— 1.3 测区概况 增城市地理位置十分优越。位于珠江三角洲东北部。因地处连接香港、深圳、广州三个大都市的中部，被称之为“黄金走廊”。 全市地形北高南低，北部山地面积约占全市面积的8.3%；丘陵主要分布在中部，约占全市面积的35.1%，低丘和台地集中在中南部，约占全市面积的23.2％；南部是广阔而典型的三角洲平原，加上河谷平原，约占全市面积的33.4%。航摄范围以行政境界为基础采用满图幅方式进行外扩设计。 1.4 气候状况 增城市气候温和，土地肥沃，风调雨顺，全年平均气温为22.2度，年降雨量1869mm。 4～9月为雨季，占年降雨量的85％，10～3月为干季，占雨量的15％。受地形影响，降雨量北多南少；北部正果最多年降雨量3049.1mm，南部石滩最少年降雨量只有877mm。夏季常有台风侵入，年平均2次，最多年达7次，也有无台风的年份，风力最大可达11级，对南部地区影响较大。 图1 增城市航摄范围示意图
光学测量技术详解(图文) 光学测量是生产制造过程中质量控制环节上重要的一步。它包括通过操作者的观察进行的快速、主观性的检测，也包括通过测量仪器进行的自动定量检测。光学测量既可以在线下进行，即将工件从生产线上取下送到检测台进行测量；还可以在线进行，即工件无须离开产线；此外，工件还可以在生产线旁接受检测，完成后可以迅速返回生产线。 人的眼睛其实就是一台光学检测仪器；它可以处理通过晶状体映射到视网膜上的图像。当物体靠近眼球时，物体的尺寸感觉上会增加，这是因为图像在视网膜上覆盖的“光感器”数量增加了。在某一个位置，图像达到最大，此时再将物体移近时，图像就会失焦而变得模糊。这个距离通常为10英寸（250毫米）。在这个位置上，图像分辨率大约为0.004英寸（100微米）。举例来说，当你看两根头发时，只有靠得很近时才能发现它们之间是有空隙的。如果想进一步分辨更加清楚的细节的话，则需要进行额外的放大处理。 本部分设定了隐藏，您已回复过了，以下是隐藏的内容 人的眼睛其实就是一台光学检测仪器；它可以处理通过晶状体映射到视网膜上的图像。本图显示了人眼成 像的原理图。 人眼之外的测量系统 光学测量是对肉眼直接观察获得的简单视觉检测的强化处理，因为通过光学透镜来改进或放大物体的图像，可以对物体的某些特征或属性做出准确的评估。大多数的光学测量都是定性的，也就是说操作者对放大的图像做出主观性的判断。光学测量也可以是定量的，这时图像通过成像仪器生成，所获取的图像数据再用于分析。在这种情况下，光学检测其实是一种测量技术，因为它提供了量化的图像测量方式。 无任何仪器辅助的肉眼测量通常称为视觉检测。当采用光学镜头或镜头系统时，视觉检测就变成了光学测量。光学测量系统和技术有许多不同的种类，但是基本原理和结构大致相同。
第一章、对准、调焦 ?对准、调焦的定义、目的； 1.对准又称横向对准，是指一个对准目标与比较标志在垂直瞄准轴方向像的重合或置 中。目的：瞄准目标（打靶）；精确定位、测量某些物理量（长度、角度度量）。 2、调焦又称纵向对准，是指一个目标像与比较标志在瞄准轴方向的重合。 目的： --使目标与基准标志位于垂直于瞄准轴方向的同一个面上，也就是使二者位于同一空间深度； --使物体（目标）成像清晰； --确定物面或其共轭像面的位置——定焦。 人眼调焦的方法及其误差构成； 清晰度法：以目标和标志同样清晰为准则； 消视差法：眼睛在垂直视轴方向上左右摆动，以看不出目标和标志有相对横移为准则。可将纵向调焦转变为横向对准。 清晰度法误差源：几何焦深、物理焦深； 消视差法误差源：人眼对准误差； 几何焦深：人眼观察目标时，目标像不一定能准确落在视网膜上。但只要目标上一点在视网膜上生成的弥散斑直径小于眼睛的分辨极限，人眼仍会把该弥散斑认为是一个点，即认为成像清晰。由此所带来的调焦误差，称为几何焦深。 物理焦深：光波因眼瞳发生衍射，即使假定为理想成像，视网膜上的像点也不再是一个几何点，而是一个艾里斑。若物点沿轴向移动Δl后，眼瞳面上产生的波像差小于λ/K(常取K=6)，此时人眼仍分辨不出视网膜上的衍射图像有什么变化。 （清晰度）人眼调焦扩展不确定度： （消视差法）人眼调焦扩展不确定度： 人眼摆动距离为b ?对准误差、调焦误差的表示方法； 对准：人眼、望远系统用张角表示；显微系统用物方垂轴偏离量表示； 调焦：人眼、望远系统用视度表示；显微系统用目标与标志轴向间距表示 ?常用的对准方式； 22 22 122 8 e e e D KD αλ φφφ ???? ''' =+=+ ? ? ???? 121 11e e l l D α φ'=-= 22 21 118 e l l KD λ φ'=-= e b δ φ'=
光学三维测量技术综述 1．引言 客观景物三维信息的获取是计算机辅助设计、三维重建以及三维成像技术中的基础环节，被测物体的三维信息的快速、准确的获得在虚拟现实、逆向工程、 生物与医学工程等领域有着广泛的应用[1]。 三维测量方法总的包括两大类，接触式以及非接触式。如图 1.1 所示。 图1.1 三维测量方法分类 接触式的三维测量方法到目前为止已经发展了很长一段时间，这方面的技术理论已经非常完善和成熟，所以，在实际的测量中会有比较高的准确性。但是尽 管如此，依然会有一些缺点[2]： (1) 在测量过程中，接触式测量必须要接触被测物体，这就很容易造成被测物体表面的划伤。 (2) 接触式测量设备在经过长时间的使用之后，测量头有时会出现形变现象，这无疑会对整个测量结果造成影响。 (3) 接触式测量要依靠测量头遍历被测物体上所有的点，可见，其测量效率还是相当低的。 接触式三维测量技术发展已久，应用最广泛的莫过于三坐标测量机。该方法基于精密机械，并结合了当前一些比较先进技术，如光学、计算机等。并且该方法现在已经得到了广泛的应用，特别是在一些复杂物体的轮廓、尺寸等信息的精确测量上。在测量过程中，三坐标测量机的测量头在世界坐标系的三个坐标轴上都可以移动，而且测量头可以到达被测物体上的任意一个位置上，只要测量头能到达该位置，测量机就可以得到该位置的坐标，而且可以达到微米级的测量精度。但由于三坐标机测量系统成本较高，加之上述的一些缺点，广泛应用还不太现实。 非接触式三维测量技术一般通过利用磁学、光学、声学等学科中的物理量测量物体表面点坐标位置。核磁共振法、工业计算机断层扫描法、超声波数字化法
航空摄影测量实习报告 航空摄影测量实习报告 一、实习目的 摄影测量与遥感实习是摄影测量学和遥感技术相应用的综合实习课。本课程的任务是通过实习掌握摄影测量的原理、影像处理方法、成图方法，掌握遥感的信息获取、图像处理、分类判读及制图的方法和作业程序。从而更系统地掌握摄影测量与遥感技术。通过实习使我们更熟练地掌握摄影测量及遥感的原理，信息获取的途径，数字处理系统和应用处理方法。进一步巩固和深化理论知识，理论与实践相结合。培养我们的应用能力和创新能力、工作认真、实事求是、吃苦耐劳、团结协作的精神，为以后从事生产实践工作打下坚实的理论与实践相结合的综合素质基础。 二、实习内容 1) 遥感影像图制作; 2) 相片控制测量; 3) 航空摄影测量相对立体观察与两侧; 4) 航片调绘、遥感图像属性调查; 5) 相片及卫片的判读及调绘 6) 调绘片的内页整饰 7) 撰写实习报告，提交成果。 三、实习设备与资料 1) 摄影测量与遥感书本上的理论知识。
2) 通过电脑查找有关这门学科的实践应用及其它相关知识等。 3) 电脑上相关的摄影测量的图片信息资料及判读方法。 4) 现有的实习报告模板及大学城空间里的相关教学资料。 四、实习时间与地点 时间：XX年6月19日——XX年6月26日。 地点：学校图书馆、教室、寝室及搜集摄影测量与遥感这门学科的资料等相关地方。 五、实习过程 5.1摄影测量与遥感学的发展情景 摄影测量与遥感是从摄影影像和其他非接触传感器系统获取所研究物体，主要是地球及其环境的可靠信息，并对其进行记录、量测、分析与应用表达的科学和技术。随着 摄影测量发展到数字摄影测量阶段及多传感器、多分辨率、多光谱、多时段遥感影像与空间科学、电子科学、地球科学、计算机科学以及其他边缘学科的交叉渗透、相互融合，摄影测量与遥感已逐渐发展成为一门新型的地球空间信息科学。由于它的科学性、技术性、应用性、服务性以及所涉及的广泛科学技术领域，其应用已深入到经济建设、社会发展、国家安全和人民生活等各个方面。 5.2单张像片测量原理 单张像片测图的基本原理是中心投影的透视变换，而摄影过程的几何反转则是立体测图的基本原理。广义来说，前一情况的基本原理也是摄影过程的几何反转。20世纪30年代以后，摄影过程的几何反转都是应用各种结构复杂的光学机械的精密仪器来实现的。50年代，开始应用数学解析的方式来实现。图1就是用