При решении задач высокоточного контроля геометрии, проектирования и создания новых образцов изделий используются бесконтактные измерения. Однако при решении некоторых задач (например, для измерения и анализа сильно изогнутых труб) применение лазерных трекеров или измерительных манипуляторов (рук) невозможно из-за наличия труднодоступных мест и ограниченного пространства где можно было бы разместить оборудование. Тогда на помощь приходят фотограмметрические системы, работа которых основана на обработке изображений, полученных цифровыми камерами.
Достоинства
- Высокая точность измерений
- Высокая степень автоматизации процесса измерений и связанная с этим объективность их результатов
- Высокая производительность (поскольку измеряются не сами объекты как таковые, а лишь их изображения)
- Возможность дистанционных измерений
- Благодаря возможности использования при измерениях сразу нескольких камер, можно отслеживать деформацию изделия в режиме онлайн или сравнить результаты с CAD-моделью и номинальными данными
Решаемые задачи
- Геометрический контроль размеров и формы деталей
- Позиционирование и совмещение компонентов;
- Анализ деформаций
- Нагрузочные испытания
- Сравнение с CAD-моделями
- Контроль первых образцов
- Определение геометрических характеристик
- Анализ процессов в производстве
- Анализ процессов при сборке деталей
Принцип работы
В общем случае фотограмметрическая система включает в себя 2 или более камер, расположенных в одном корпусе или одну ручную цифровую камеру, а также программное обеспечение, решающее задачи обработки изображений и расчета трехмерных координат объекта.
При выполнении фотограмметрических измерений используются специальные марки (мишени), которые впоследствии помогают при соединении между собой полученных фотографий и выполнении внешнего ориентирования цифровой камеры (определения положения и угловой ориентацию камеры в пространстве). Такие светоотражающие марки наносятся (приклеиваются) на объект съемки в те места, где необходимо выполнить измерение координат. Должен соблюдаться принцип: марки должны быть видны как минимум с двух точек съемки. После нанесения мишеней и маркеров, определяющих контрольные точки, производится съемка объекта с разных сторон и под разными углами.
Полученные снимки загружаются в специальное ПО для выполнения обработки: определения координат X, Y, Z точек объекта, на которые нанесены светоотражающие марки, и реконструкции 3D-сцены. Достаточно крупные участки деталей произвольной формы отображаются с высоким уровнем детализации. Результатом обработки снимков является 3D-массив точек наблюдаемой области поверхности объекта (облако точек). На его основе строится твердотельная модель объекта на основе триангуляции Делоне.