第1章緒論1.1研究背景及意義隨著工業(yè)工程技術(shù)的快速發(fā)展，我國各種大型工程、基礎(chǔ)裝備及精密制造等領(lǐng)域?qū)Ω咝阅?、高穩(wěn)定性與高可靠性等高質(zhì)量特征的需求與日俱增，迫切需要建立起高精度制造與精密測量的能力，高精密測量對提升高端裝備制造質(zhì)量具有基礎(chǔ)支撐作用，并在制造全過程中的質(zhì)量控制發(fā)揮決定性作用。工業(yè)攝影測量技術(shù)作為精密工程測量領(lǐng)域技術(shù)之一，一直被同領(lǐng)域人員所關(guān)注。工業(yè)攝影測量領(lǐng)域可認(rèn)為是由近景攝影測量技術(shù)、工業(yè)工程測量技術(shù)與相關(guān)學(xué)科發(fā)展相結(jié)合而形成的一個(gè)細(xì)節(jié)研究領(lǐng)域[1]，其關(guān)系如圖1-1所示。圖1-1工業(yè)攝影測量交叉關(guān)系工業(yè)攝影測量技術(shù)按相機(jī)數(shù)量可分為單相機(jī)工業(yè)攝影測量技術(shù)、雙相機(jī)工業(yè)攝影測量技術(shù)及多相機(jī)工業(yè)攝影測量技術(shù)；本文所述工業(yè)攝影測量技術(shù)為單相機(jī)工業(yè)攝影測量技術(shù)，其工作流程為使用工業(yè)測量相機(jī)在不同位置對被測目標(biāo)進(jìn)行拍攝像片，得到被測目標(biāo)的2張及以上像片，經(jīng)過計(jì)算機(jī)數(shù)字圖像處理、影像匹配、標(biāo)志點(diǎn)算法識別及平差計(jì)算等一系列處理后得到被測目標(biāo)精確的三維空間坐標(biāo)，是精密工程測量領(lǐng)域中的一項(xiàng)重要的技術(shù)；對于工業(yè)攝影測量技術(shù)，我們關(guān)注點(diǎn)一直為工業(yè)攝影測量技術(shù)測量精度的問題，然而，隨著近代工業(yè)制造技術(shù)的不斷更迭與發(fā)展，我們對工業(yè)測量的精度提出了更多更高的要求，目前的工業(yè)攝影測量精度已無法在某些方面滿足特定條件下高精度的測量任務(wù)，因此提高工業(yè)攝影測量的測量精度是急需解決的問題。工業(yè)攝影測量精度影響因素有很多，如工業(yè)攝影系統(tǒng)的穩(wěn)定性、攝站數(shù)量、像片重疊度、像點(diǎn)中心坐標(biāo)的精度、攝影距離、被測物體大小尺寸、旋轉(zhuǎn)多角度拍攝及攝站間的交會角度等。本文將對工業(yè)攝影測量網(wǎng)形進(jìn)行歸納定義，并將用控制變量法，對各個(gè)測量網(wǎng)形精度影響因素進(jìn)行試驗(yàn)分析，通過試驗(yàn)結(jié)果表明優(yōu)化測量網(wǎng)形可大幅度提高工業(yè)攝影測量精度，為精密測量領(lǐng)域高精度測量需求提供參考。1.2研究現(xiàn)狀工業(yè)攝影測量的發(fā)展可以總結(jié)為五個(gè)不同特征的歷史時(shí)期[2]，分別為：（1）1964~1984年，理論基礎(chǔ)階段的早期；（2）1984~1988年，初進(jìn)入數(shù)字階段的逐步發(fā)展期；（3）1988~1992年，進(jìn)入數(shù)字階段的全面發(fā)展時(shí)期；（4）1992~1996年，穩(wěn)步研究和加大推廣應(yīng)用的深入發(fā)展期；（5）1996年~至今，新近的成熟期。近年來，工業(yè)攝影測量的理論與技術(shù)研究工作已進(jìn)入數(shù)字化成熟階段，并廣泛的應(yīng)用于各種精密工程測量任務(wù)中，相關(guān)學(xué)者更加關(guān)心工業(yè)攝影測量與其它學(xué)科的交叉融合，以及就如何將工業(yè)攝影測量的精度更進(jìn)一步提高展開研究。1.2.1工業(yè)攝影測量系統(tǒng)研究現(xiàn)狀相較于國內(nèi)，國外從上世紀(jì)60年就開始對工業(yè)攝影測量基礎(chǔ)原理、圖像處理算法、模板匹配算法和系統(tǒng)等技術(shù)開展研究工作，隨著時(shí)代的進(jìn)步和高新技術(shù)的革新發(fā)展與應(yīng)用，相關(guān)學(xué)者們不斷地對算法、硬件、系統(tǒng)等進(jìn)行更新?lián)Q代，測量精度不斷提高[3]。以美國為代表的西方國家在工業(yè)攝影測量方面的技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。當(dāng)前，比較有代表性的有：美國大地測量公司GIS(GeodeticSystems，Inc)的V-STARS系統(tǒng)、瑞典?？怂箍档腄PA系統(tǒng)和比利時(shí)Metris公司研發(fā)的MetrisK600測量系統(tǒng)等[4,5]。美國GSI公司為滿足不同測量環(huán)境、不同測量需求，推出了一系列工業(yè)攝影測量產(chǎn)品，其中V-STARS/S8單相機(jī)測量系統(tǒng)為其中較為經(jīng)典的一款,如圖1-2所示；該產(chǎn)品中包括采用定焦、高分辨率的INCA系列量測型相機(jī)（最新相機(jī)為INCA4）、筆記本電腦、V-STARS/S軟件、定向棒、基準(zhǔn)尺等，其配合定向回光反光標(biāo)志（Retro-Reflective-Targets，RRT）測量，最高精度可達(dá)到4μm+4μm/m。該系統(tǒng)是目前國際上最為成熟的商業(yè)化工業(yè)攝影測量產(chǎn)品，其測量速度快、精度高、自動(dòng)化程度強(qiáng)，能在數(shù)分鐘完成復(fù)雜目標(biāo)的全部數(shù)據(jù)采集，廣泛應(yīng)用于航空、航天、造船、汽車等行業(yè)。圖1-2V-STARS/S8單相機(jī)測量系統(tǒng)德國AICON3D公司最早主打DPA-Pro工業(yè)攝影測量系統(tǒng)（如圖1-3所示），后于2016年被瑞典?？怂箍凳召彛蔀楹？怂箍底庸荆黄涔灸壳皽y量系統(tǒng)為DPA工業(yè)版攝影測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)以C1相機(jī)作為攝影傳感器，其配有5千萬像素的專業(yè)鏡頭，相機(jī)外殼達(dá)到IP51防護(hù)等級要求，機(jī)身內(nèi)置有無線連接、長效電池、遠(yuǎn)程控制等功能，確保了移動(dòng)測量的便攜性。目前，該工業(yè)攝影測量系統(tǒng)最高測量精度可達(dá)到±0.010mm/m，主要應(yīng)用于航空航天部門、汽車領(lǐng)域，以及其它大型部件的測量。（a）DPA測量系統(tǒng)組成（b）C1相機(jī)圖1-3DPA工業(yè)版攝影測量系統(tǒng)比利時(shí)Metris公司研發(fā)的MetrisK600測量系統(tǒng)是一種由三臺CCD傳感器構(gòu)成的聯(lián)機(jī)攝影測量系統(tǒng)，如圖1-4所示。該傳感器可以跟蹤紅外線LED的位置，并通過三角測量及算法很快計(jì)算出每個(gè)LED的3D位置，把LED安裝在手持式SpaceProbe針測頭上，就可得出待測點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)。該系統(tǒng)的測量范圍為約1.6m～6.0m，測量精度約0.012mm～0.120mm，一般應(yīng)用于汽車上產(chǎn)及研發(fā)上。圖1-4MetrisK600攝影測量系統(tǒng)在工業(yè)攝影測量研究方面，相比于國外，雖然我國開展研究工作較晚，但發(fā)展十分迅猛。自1970年以來，我國眾多測繪學(xué)者就對近景攝影測量技術(shù)展開了研究，不過研究均以土木工程方向相關(guān)[6-8]；隨著社會的發(fā)展，自2000年以來，以李廣云、馮文灝和黃桂平等為代表的大量學(xué)者才開始系統(tǒng)性的對工業(yè)攝影測量技術(shù)在精密工程領(lǐng)域進(jìn)行展望和探討，從而帶領(lǐng)更多的學(xué)者開展工業(yè)攝影測量領(lǐng)域硬、軟件及算法的研究，使得工業(yè)攝影測量技術(shù)得到了急速發(fā)展[9-11]。目前，工業(yè)攝影測量系統(tǒng)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的主要有北京普達(dá)迪泰有限公司的IDPMS系統(tǒng)、北京天遠(yuǎn)三維股份有限公司的DigiMetric系統(tǒng)和鄭州辰維科技股份有限公司的MPS/S系統(tǒng)等。IDPMS工業(yè)攝影測量系統(tǒng)是北京普達(dá)迪泰有限公司自主研制系統(tǒng)，該系統(tǒng)所配備測量相機(jī)的最高分辨率可達(dá)到7360pixel×4912pixel，其測量精度最高可達(dá)到3μm+3μm/m，如圖1-5所示；IDPMS工業(yè)數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)的適應(yīng)性強(qiáng)，可以在不穩(wěn)定的環(huán)境下進(jìn)行測量工作，不受環(huán)境溫度和濕度的影響，只要肉眼可以看到的地方就可以進(jìn)行測量工作。一般應(yīng)用于大型工業(yè)產(chǎn)品、生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施等產(chǎn)品的空間尺寸幾何檢測和在線產(chǎn)品檢測。圖1-5IDPMS工業(yè)攝影測量系統(tǒng)DigiMetric工業(yè)攝影測量系統(tǒng)是北京天遠(yuǎn)三維科技股份有限公司自主研發(fā)的一款三維測量產(chǎn)品（圖1-6），代表了國內(nèi)工業(yè)三維攝影測量領(lǐng)域的先進(jìn)水平。測量范圍從數(shù)米至幾十米量級，適用于大型或超大型工件的外形尺寸測量，系統(tǒng)采用多視點(diǎn)立體視覺技術(shù)，用于測量物體表面標(biāo)志點(diǎn)的高精度三維坐標(biāo)。首先通過編碼點(diǎn)標(biāo)定相機(jī)各個(gè)視點(diǎn)的位置和姿態(tài)，然后依據(jù)多視點(diǎn)幾何成像關(guān)系計(jì)算標(biāo)志點(diǎn)的三維坐標(biāo)，最后利用全局優(yōu)化方法生成高精度的三維數(shù)據(jù)。其標(biāo)稱測量精度為0.01mm+0.01mm/m。圖1-6DigiMetric工業(yè)攝影測量系統(tǒng)MPS/S工業(yè)攝影測量系統(tǒng)是國內(nèi)自產(chǎn)的第一套商業(yè)系統(tǒng)，由鄭州辰維科技股份有限公司（后文簡稱辰維科技）研發(fā)，主要用于大型工業(yè)產(chǎn)品、生產(chǎn)設(shè)備、試驗(yàn)設(shè)施等對象的空間幾何量的空間幾何尺寸檢測，如圖1-7所示；其具有精度高、速度快、自動(dòng)化、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、非接觸等優(yōu)點(diǎn)。該測量系統(tǒng)采用專業(yè)相機(jī)，在不同位置和姿態(tài)上獲取被測目標(biāo)多幅像片，經(jīng)像片概略定向、像片匹配、像片預(yù)處理、標(biāo)志點(diǎn)識別與定位、空間三角交會和光束法平差處理后得到待測目標(biāo)點(diǎn)的精確三維坐標(biāo)。之后根據(jù)所測點(diǎn)的三維坐標(biāo)對被測物體進(jìn)行尺寸檢測、形變測量和逆向工程等。目前該公司已生產(chǎn)出最新的高精度測量相機(jī)CIM-3+相機(jī)，其標(biāo)稱精度可達(dá)到3μm+3ppm·L。圖1-7MPS/S工業(yè)攝影測量系統(tǒng)通過對國內(nèi)外現(xiàn)狀的總結(jié)和闡述，我國的工業(yè)攝影測量技術(shù)雖然起步較晚，但經(jīng)過國內(nèi)相關(guān)學(xué)者的深入研究和發(fā)展，在系統(tǒng)穩(wěn)定性、智能化、效率上和精度上，國產(chǎn)的工業(yè)攝影測量系統(tǒng)已逐漸趕上甚至超越國外的工業(yè)攝影測量設(shè)備。1.2.2工業(yè)攝影測量網(wǎng)形研究現(xiàn)狀工業(yè)攝影測量網(wǎng)形的發(fā)展可以追溯到20世紀(jì)初，當(dāng)時(shí)主要是基于攝影技術(shù)的基本原理進(jìn)行初步的探索和實(shí)驗(yàn)，這一階段主要是對攝影測量技術(shù)的可行性進(jìn)行驗(yàn)證，為后續(xù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。從20世紀(jì)90年代以來，網(wǎng)形的優(yōu)化布局被工業(yè)攝影測量領(lǐng)域和機(jī)器視覺所重視，并得以研究。在工程應(yīng)用中，不同的測量環(huán)境、不同的被測物體其任務(wù)需求往往不同，需要根據(jù)需求去調(diào)整我們布設(shè)的測量網(wǎng)形，以提高工業(yè)攝影測量精度。而工業(yè)攝影測量技術(shù)作為一種光學(xué)測量方法，其最終所測目標(biāo)點(diǎn)位精度受系統(tǒng)誤差和偶然誤差的影響。系統(tǒng)誤差主要包括測量相機(jī)內(nèi)部構(gòu)件的裝配誤差、測量相機(jī)的鏡頭畸變誤差和攝影測量靶標(biāo)點(diǎn)變形誤差等，對于以上系統(tǒng)誤差，可進(jìn)行改正。對于實(shí)際工程中的偶然誤差，只能在測量工作中減小其影響因素。偶然誤差主要由影響因素組成如下：1）、被測靶標(biāo)像點(diǎn)中心坐標(biāo)識別的準(zhǔn)確性；2）、測量相機(jī)采集的像片數(shù)目和像片之間的重疊度；3）、被測物體的尺寸大小；4）、相機(jī)各攝站之間的交會角度；5）、多次測量之間得到數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性等。其中第一個(gè)因素可歸結(jié)于測量相機(jī)的分辨率和軟件的處理算法，其余幾種可歸結(jié)于幾何影響因素，亦可將其認(rèn)為是工業(yè)攝影測量的網(wǎng)形設(shè)計(jì)問題，故，一般我們把通過改善這些因素以達(dá)到提高測量精度的方法將其命名為工業(yè)攝影測量網(wǎng)形的設(shè)計(jì)與優(yōu)化[12]。在精密工程測量領(lǐng)域，測量網(wǎng)形優(yōu)化設(shè)計(jì)對于提高工業(yè)攝影測量精度、效率和自動(dòng)化具有十分重要的意義。在如何優(yōu)化攝影測量網(wǎng)形方面，國內(nèi)外學(xué)者已做了大量研究，如：國外學(xué)者M(jìn)ason等在1986年對工業(yè)攝影測量網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的概念模型進(jìn)行了及建立，并使用專家系統(tǒng)來解決測量網(wǎng)形的優(yōu)化問題，之后又建立了考慮到各種影響因素的相機(jī)攝站可布置位置分布圖（圖1-8），來提高工業(yè)攝影測量精度[13]。圖1-8攝站可布設(shè)位置圖G.Olague等在1998年基于工業(yè)攝影測量網(wǎng)形的全局設(shè)計(jì)優(yōu)化問題進(jìn)行了深入研究，對平面及多正交平面的布局優(yōu)化問題進(jìn)行了解決，并開發(fā)EPOCA系統(tǒng)，之后對該系統(tǒng)進(jìn)行了進(jìn)一步的開發(fā)，增加了多種約束條件，使得測量網(wǎng)形得到進(jìn)一步優(yōu)化。CliveS.Fraser在2005年，對某射電望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了超冗余攝站測量，指出在預(yù)設(shè)測量網(wǎng)形下通過增加影像數(shù)量可達(dá)到提高被測目標(biāo)的三維坐標(biāo)精度，同時(shí)，亦可提高被測物體物方點(diǎn)的可靠性和準(zhǔn)確性[14]。國內(nèi)學(xué)者李建松等[15]于2008年在選取測量相機(jī)、設(shè)計(jì)靶標(biāo)點(diǎn)、數(shù)據(jù)采集模式、數(shù)據(jù)分析模式上進(jìn)行了深入研究，并通過相關(guān)試驗(yàn)，總結(jié)出工業(yè)攝影測量領(lǐng)域測量網(wǎng)形的基本要求。柯濤等[16]于2009年提出了通過旋轉(zhuǎn)相機(jī)多個(gè)角度拍攝來提高工業(yè)攝影測量精度的方法，該方法增加攝影之間的交會角度，可解決在實(shí)際工程應(yīng)用中大交會角影像難以自動(dòng)匹配的問題。宛云[17]在2013年運(yùn)用遺傳算法在大尺寸結(jié)構(gòu)形變的攝像測量方法研究中對分布式測量網(wǎng)形進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化。黃桂平等[18]于2015年對工業(yè)攝影測量精度的幾何影響因素進(jìn)行了歸納總結(jié)。楊林華等[19]于2017年通過理論加試驗(yàn)的方式，得出環(huán)拍網(wǎng)形相比于航拍網(wǎng)形更有利于提高測量精度，并將其應(yīng)用到衛(wèi)星大型拋物面天線進(jìn)行變形測量中，提高天線的變形測量精度。黃高爽等[20]于2021年對分層網(wǎng)形的測量方法進(jìn)行了研究，并通過測試對分層網(wǎng)形的精度優(yōu)化性能做出了評。通過對國內(nèi)外諸多文獻(xiàn)總結(jié)可知，工業(yè)攝影測量網(wǎng)形對提高測量精度具有重要作用，如所測像點(diǎn)坐標(biāo)精度一樣，若測量網(wǎng)形布設(shè)方式不同，最終得到待測點(diǎn)的三維坐標(biāo)精度甚至?xí)嗖?0倍。1.3論文研究內(nèi)容、結(jié)構(gòu)安排及技術(shù)路線1.3.1論文研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排根據(jù)以上所述的內(nèi)容，本文一共分為五個(gè)章節(jié)，其具體結(jié)構(gòu)安排如下:第一章，緒論。講述了選題研究方面的背景和意義、工業(yè)攝影測量的背景、國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀以及論文的技術(shù)路線。第二章，工業(yè)攝影測量系統(tǒng)。講述工業(yè)攝影測量系統(tǒng)的基本原理以及構(gòu)成部分。第三章，工業(yè)攝影測量精度影響因素。對工業(yè)攝影測量的精度影響因素進(jìn)行介紹，并對工業(yè)攝影測量的網(wǎng)形優(yōu)化進(jìn)行總結(jié)。第四章，測量網(wǎng)形試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析。本章主要通過試驗(yàn)測試網(wǎng)形的不同布設(shè)方式對工業(yè)攝影測量精度的影響，并得出結(jié)論。第五章，論文總結(jié)與展望。本章主要對現(xiàn)有工作進(jìn)行總結(jié)，并對后續(xù)工作進(jìn)行一定展望。1.3.2論文技術(shù)路線圖1-9技術(shù)路線1.4本章小結(jié)本章首先介紹論文的研究背景和意義，其次闡述了國內(nèi)外工業(yè)攝影測量系統(tǒng)的發(fā)展和工業(yè)攝影測量網(wǎng)形的研究現(xiàn)狀，最后對論文的研究內(nèi)容、結(jié)構(gòu)安排和技術(shù)路線進(jìn)行了介紹。第2章工業(yè)攝影測量系統(tǒng)組成與精度評定2.1工業(yè)攝影測量原理工業(yè)攝影測量原理與經(jīng)緯儀、全站儀系統(tǒng)原理相同，均為角度交會原理，即采用一臺或多臺測量相機(jī)，對被測物體上的測量靶標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行拍攝，獲取被測物的瞬間光學(xué)圖像，從而構(gòu)成多個(gè)立體像對，經(jīng)過數(shù)字圖像處理技術(shù)，最終解算出被測物體表面測量標(biāo)志點(diǎn)的三維坐標(biāo)[18]。設(shè)物方點(diǎn)A被j個(gè)攝站觀測，如圖所示，在解算該點(diǎn)坐標(biāo)時(shí)共有j個(gè)共線方程。圖2-1多攝站幾何交會共線方程： （2.1）式中，（x0、y0）和f分別為像主點(diǎn)的坐標(biāo)和主距；X、Y、Z為物點(diǎn)坐標(biāo)；XSj、YSj、ZSj為第j張照片的外方位線元素，j為相機(jī)在拍攝瞬間的位置，a2.2工業(yè)攝影測量系統(tǒng)構(gòu)成本文介紹及試驗(yàn)所采用的工業(yè)攝影測量系統(tǒng)為鄭州辰維科技股份有限公司自研的MPS/S單相機(jī)工業(yè)攝影測量系統(tǒng)，如圖2-2所示，其系統(tǒng)組成主要由測量相機(jī)、靶標(biāo)點(diǎn)（反光標(biāo)志）、基準(zhǔn)尺、軟件、測量工裝以及筆記本電腦等。圖2-2單相機(jī)工業(yè)攝影測量系統(tǒng)2.2.1測量相機(jī)測量相機(jī)是專門為各種高精度測量任務(wù)而設(shè)計(jì)的一款量測型相機(jī)，其相機(jī)的鏡頭已經(jīng)過改裝，畸變較小且內(nèi)方位元素已知。實(shí)驗(yàn)所用相機(jī)為辰維公司標(biāo)定過CIM-3相機(jī)，如圖所示2-3所示，其相機(jī)參數(shù)和標(biāo)定精度見表2-1。圖2-3CIM-3測量相機(jī)表2-1相機(jī)參數(shù)與標(biāo)稱精度相機(jī)型號曝光時(shí)間/μs曝光強(qiáng)度分辨率/Mb標(biāo)稱精度CIM-36007164μm+4ppm·L2.2.2閃光燈閃光燈是測量相機(jī)在工程拍攝過程中最常使用的光源，是工業(yè)測量相機(jī)的重要組成部分，起到補(bǔ)光的作用。在拍攝被測物體的瞬間，閃光燈能夠發(fā)出高強(qiáng)度的光，從而可以清晰地拍攝到被測物體。拍攝瞬間能夠與靶標(biāo)點(diǎn)生成亮度差異明顯的“準(zhǔn)二值”圖像（圖2-4），有利于靶標(biāo)點(diǎn)的自動(dòng)識別和測量。圖2-4準(zhǔn)二值圖像2.2.3靶標(biāo)點(diǎn)工業(yè)攝影測量中的靶標(biāo)點(diǎn)種類多種多樣，如：回光反射標(biāo)志、編碼標(biāo)志、工具標(biāo)志、光學(xué)標(biāo)志以及特殊標(biāo)志等。本論文采用的靶標(biāo)點(diǎn)為前兩中，即回光反射標(biāo)志和編碼標(biāo)志(圖2-5)。其中編碼標(biāo)志用于攝影系統(tǒng)中像片之間的自動(dòng)識別和拼接。（a）普通圓形反光標(biāo)志(b)編碼標(biāo)志點(diǎn)圖2-5靶標(biāo)點(diǎn)2.2.4基準(zhǔn)尺基準(zhǔn)尺是工業(yè)攝影測量系統(tǒng)中提供長度基準(zhǔn)的一個(gè)非常重要的測量附件，主要由碳纖維尺和回光反射標(biāo)志組成?；鶞?zhǔn)尺一般由性質(zhì)比較穩(wěn)定、具有極低的熱膨脹系數(shù)的碳纖維材料或錮鋼材料制成，不易發(fā)生形變，但還需要每隔一段時(shí)間進(jìn)行標(biāo)定，防止因各種因素產(chǎn)生形變，從而導(dǎo)致測量精度下降。試驗(yàn)采用辰維公司標(biāo)定過的碳纖維基準(zhǔn)尺（圖2-6）。圖STYLEREF1\s26碳纖維基準(zhǔn)尺2.2.5解算軟件MPS工業(yè)攝影測量系統(tǒng)是鄭州辰維科技有限公司自主研發(fā)的軟件，軟件的主要功能有：（1）高精度測量功能。通過對工件圖像的自動(dòng)測量，可以獲得工件表面上特征點(diǎn)的高精度三維坐標(biāo)。（2）數(shù)據(jù)處理和空間分析。根據(jù)測量的三維坐標(biāo)，可以對各種標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)、線、面和形狀進(jìn)行擬合和分析。可以擬合直線、平面、圓、橢圓、球體、橢球、拋物線、雙曲線等標(biāo)準(zhǔn)形狀；可求解距離、角度、交點(diǎn)、平分、垂直度、平行線等空間關(guān)系數(shù)據(jù)；可以建立多種坐標(biāo)系來實(shí)現(xiàn)測量基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換。（3）三維可視化圖形顯示和輸出。通過調(diào)整和分析空間關(guān)系生成的各種圖形顯示或?qū)С鰹槿S圖形。（4）輸入和輸出數(shù)據(jù)。可以將外部數(shù)據(jù)導(dǎo)入MPS項(xiàng)目系統(tǒng)文件，或?qū)PS項(xiàng)目數(shù)據(jù)導(dǎo)出到外部文件以與其他應(yīng)用程序共享?；静僮鞑襟E如圖2-7所示：圖2-7軟件操作步驟流程圖2.3工業(yè)攝影測量精度評定工業(yè)攝影測量精度評定的方法有很多，如Fraser精度估計(jì)、外符合精度估計(jì)和內(nèi)符合精度估計(jì)，其中內(nèi)符合精度包括測量重復(fù)性精度，其不僅可以對工業(yè)攝影測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行評定，亦可對本論文研究的測量網(wǎng)形優(yōu)劣進(jìn)行評判。由于本論文采用重復(fù)性精度為測量網(wǎng)形的評價(jià)指標(biāo)，因此，下面將對內(nèi)符合精度中的測量重復(fù)性精度進(jìn)行闡述。對于測量重復(fù)性的定義，國家計(jì)量技術(shù)規(guī)范J0JF1001-2011《通用計(jì)量術(shù)語及定義》有如下說明[21]：所謂的測量重復(fù)性是指在相同的地點(diǎn)，由同一個(gè)人在短時(shí)間內(nèi)，采用相同的測量程序?qū)ν槐晃矬w進(jìn)行多次重復(fù)觀測，觀察其所得結(jié)果之間的一致程度或離散程度。所謂的測量重復(fù)性精度即在同一測量網(wǎng)形下，由同一操作者對同一需要測量的物體進(jìn)行m次重復(fù)測量，將物方點(diǎn)坐標(biāo)記為（Xij，Yij，Zij），其中i=1,2?m;j=1,2…n;m為重復(fù)測量次數(shù)，n為物方點(diǎn)的個(gè)數(shù)。得到物方點(diǎn)坐標(biāo)后，需將其進(jìn)行公共點(diǎn)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)，以第一組測量三維坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，將其它組與第一組進(jìn)行公共點(diǎn)轉(zhuǎn)換。最后其均方根誤差RMS可由任意兩次（如K次和H次）相同點(diǎn)位的三維坐標(biāo)差值來計(jì)算，即 RMSX=式中：RMSX,RMSY,根據(jù)測量平差中誤差合成理論，X、Y、 RMSP=RMSP作為重復(fù)性精度的估計(jì)值，能夠反映出相機(jī)在進(jìn)行多次測量時(shí)，同一目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)測量的重復(fù)性的好壞。RMSP越大重復(fù)性越差，2.4本章小結(jié)本章首先對工業(yè)攝影測量的原理進(jìn)進(jìn)行介紹，之后闡述了工業(yè)攝影測量系統(tǒng)的構(gòu)成，即測量相機(jī)、閃光燈、靶標(biāo)點(diǎn)、基準(zhǔn)尺和解算軟件；最后對工業(yè)攝影測量網(wǎng)形的精度評價(jià)指標(biāo)測量重復(fù)性精度進(jìn)行了說明。第3章工業(yè)攝影測量精度影響因素近年來，隨著精密工程領(lǐng)域的迅速發(fā)展，對工業(yè)測量技術(shù)高精度的測量需求也日益增加。雖然在工業(yè)攝影測量精度影響方面，前人已做過大量研究，但由于更高精度的測量需求，仍需要對影響測量精度的影響因素展開進(jìn)一步的探索。影響工業(yè)攝影測量系統(tǒng)因素有很多，一般從由下面四個(gè)因素組成：測量相機(jī)內(nèi)參數(shù)標(biāo)定、像點(diǎn)中心坐標(biāo)定位的準(zhǔn)確性、工業(yè)攝影測量系統(tǒng)部件和測量網(wǎng)形設(shè)計(jì)。3.1相機(jī)內(nèi)參數(shù)的標(biāo)定成像系統(tǒng)的質(zhì)量往往決定了像片采集的質(zhì)量?，F(xiàn)實(shí)中，不存在真正“完美”的相機(jī)，任何相機(jī)的成像系統(tǒng)都會存在鏡頭畸變，只是存在鏡頭畸變的大小不同。在工業(yè)攝影測量系統(tǒng)中，測量相機(jī)的畸變誤差將直接影響系統(tǒng)最終測量的點(diǎn)位精度。鑒于目前高精度的測量需求，所以對一個(gè)成像系統(tǒng)，在測量相機(jī)進(jìn)行工作前，對測量相機(jī)的內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定，改正鏡頭畸變就顯得十分必要。根據(jù)小孔成像原理，物方點(diǎn)、鏡頭中心和像點(diǎn)三點(diǎn)在理想情況下是共線的。但是由于不存在“完美”的相機(jī)，因此，在實(shí)際拍攝測量中，像點(diǎn)在像平面上的實(shí)際坐標(biāo)與理論值有一定的差異（?x,?y），如圖3-1所示，式3.1為引入像點(diǎn)偏差的共線條件方程。圖3-1實(shí)際透視成像 x?x0+Δx=?fa式中，（?x,?y）為像點(diǎn)在像平面上的實(shí)際坐標(biāo)與理論值的差異量；（x,y）為像平面的像點(diǎn)坐標(biāo)；（x0,y0）為像平面上的像主點(diǎn)坐標(biāo)；f為像片主距；（X,Y,Z）為物方坐標(biāo)系下的點(diǎn)位坐標(biāo)；（XS,YS,目前解決工業(yè)攝影測量系統(tǒng)測量相機(jī)鏡頭畸變的方法有很多，但主要采用的方法為十參數(shù)模型+有限元模型的二次改正模型來進(jìn)行畸變糾正。3.2像點(diǎn)中心坐標(biāo)定位的準(zhǔn)確性像點(diǎn)中心坐標(biāo)定位的準(zhǔn)確性與測量相機(jī)鏡頭分辨率、采集圖像中靶標(biāo)點(diǎn)的識別和處理算法有關(guān)。其中測量相機(jī)的分辨率決定采集像片后的成像質(zhì)量，進(jìn)而決定工業(yè)攝影測量系統(tǒng)的測量精度。一般情況下，在高精度的精密測量領(lǐng)域，高分辨率的測量相機(jī)往往是工業(yè)攝影測量系統(tǒng)的首選。但如果對同一被測物體使用相同的測量系統(tǒng)進(jìn)行高精度測量，則圖像處理算法的不同也會影響著工業(yè)攝影測量的精度。測量相機(jī)的鏡頭分辨率是相機(jī)固有特性，如若由于某些條件的限制，不能對其進(jìn)行改變，我們可以從圖像處理算法上進(jìn)行改進(jìn)：提高像點(diǎn)中心坐標(biāo)的定位精度可以直接提高測量精度。據(jù)研究知：當(dāng)目標(biāo)定位精度從0.1pixel提高到0.02pixel時(shí)，相當(dāng)于相機(jī)分辨率提高了5倍。3.3工業(yè)攝影測量系統(tǒng)部件在第2章我們已經(jīng)闡述了工業(yè)攝影測量系統(tǒng)的構(gòu)成，本節(jié)將以靶標(biāo)點(diǎn)為例，通過試驗(yàn)說明靶標(biāo)點(diǎn)的不同對工業(yè)攝影測量精度影響。由2.2.3節(jié)可知，我們將靶標(biāo)點(diǎn)分為回光反射標(biāo)志和編碼點(diǎn)，其中編碼點(diǎn)起到像片拼接的作用，不參與最終待測點(diǎn)的解算。目前工業(yè)攝影測量領(lǐng)域常采用圓形回光反射標(biāo)志（Retro-Reflective-Targets，RRT）進(jìn)行特征點(diǎn)布設(shè)及拍攝測量。在實(shí)際工程應(yīng)用中，測量相機(jī)通過可在不同位置和姿態(tài)下對粘貼由回光反射標(biāo)志的被測物體進(jìn)行拍攝測量，采集完像片后，經(jīng)過相關(guān)算法處理，如中心定位、同名像點(diǎn)匹配等，得到待測點(diǎn)最終的三維坐標(biāo)。結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)及理論分析，在相同條件下，只改變標(biāo)志點(diǎn)的圓度，圓度越高，工業(yè)攝影測量系統(tǒng)的解算精度也就越高。接下來采用控制變量法對兩種標(biāo)志點(diǎn)進(jìn)行測試，一中為目前常用的回光反射標(biāo)志，將其命名為“傳統(tǒng)型RRT”，一種為新研究出來的高圓度的回光反射標(biāo)志，將其命名為“新型RRT”。不同RRT的測試方案設(shè)計(jì)如下：測試地點(diǎn)：鄭州辰維科技股份有限公司測試時(shí)間：2023.11.02日測試人員：齊娜輔助人員：豆世豪測試對象：兩種回光反射標(biāo)志，傳統(tǒng)型RRT與新型RRT測試相機(jī)：CIM-3工業(yè)測量相機(jī)解算軟件：MPS（MetrologicPhotogrammetrySystem）數(shù)據(jù)處理軟件試驗(yàn)過程中采用控制變量法，即保持拍攝人員、拍攝對象和測量環(huán)境等因素不變，只對不同的靶標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行短時(shí)間快速測量；試驗(yàn)對象為3m×2m的墻面，墻面布設(shè)有相同數(shù)量的兩種回光反射標(biāo)志，我們采用5×5測量網(wǎng)形在距離靶標(biāo)點(diǎn)距離3m處進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，在每個(gè)攝站位置處，我們將測量相機(jī)旋轉(zhuǎn)0°、90°、180°、270°四個(gè)角度，每組共拍攝100張照片，如圖3-2所示；本試驗(yàn)一共拍攝5組，用于測試不同靶標(biāo)點(diǎn)對測量重復(fù)性精度的影響。圖3-2試驗(yàn)場RRT和攝站網(wǎng)形分布通過對采集的五組數(shù)據(jù)進(jìn)行算法處理，并將兩種類別的RRT進(jìn)行對比，得到的數(shù)據(jù)對比結(jié)果如下：圖3-3兩種RRT測量重復(fù)性由上圖可知，新型RRT的測量重復(fù)性精度的平均值較高，為0.006mm,傳統(tǒng)型RRT的測量重復(fù)性精度的平均值較低，為0.008mm，新型RRT較于傳統(tǒng)型RRT在測量重復(fù)性精度上提高了25.0%，證明了高圓度的RRT具有較高的測量性能，同時(shí)，亦證明工業(yè)攝影測量系統(tǒng)部件的改善有助于提高工業(yè)攝影測量系統(tǒng)精度。3.4測量網(wǎng)形3.4.1測量網(wǎng)形發(fā)展網(wǎng)形這個(gè)概念在大地測量領(lǐng)域最早被提出和應(yīng)用，E.Grafarend最早對工程上的網(wǎng)形即工程控制網(wǎng)展開了系統(tǒng)研究，并將其進(jìn)行分類，即：（1）為工程控制網(wǎng)定義坐標(biāo)系的零類設(shè)計(jì)問題；（2）為達(dá)到優(yōu)化方案的目的，對點(diǎn)位進(jìn)行合理布設(shè)和進(jìn)行合理觀測的一類設(shè)計(jì)問題；（3）為達(dá)到最高精度，對各個(gè)工作及設(shè)備進(jìn)行合計(jì)最佳分配的二類設(shè)計(jì)問題；（4）通過增加附加觀測值的方法，為達(dá)到最優(yōu)化網(wǎng)形的目的的三類設(shè)計(jì)問題。構(gòu)形矩陣用矩陣A表示；權(quán)陣用矩陣P表示，則P=Ql?1表示觀測值的協(xié)方差Ql的逆；參數(shù)X (AT基準(zhǔn)選擇決定了逆的類型。同樣，上述的分類也可按照參數(shù)的固定或者可變來區(qū)分。表3-1工程控制網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)固定參數(shù)可變參數(shù)零類設(shè)計(jì)問題A,PX,一類設(shè)計(jì)問題P,A二類設(shè)計(jì)問題A,P三類設(shè)計(jì)問題QA,P（部分可變）工業(yè)攝影測量領(lǐng)域的網(wǎng)形優(yōu)化設(shè)計(jì)也是由工程控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)演化而來，其主要與工程控制網(wǎng)的一類設(shè)計(jì)和二類設(shè)計(jì)相關(guān)，反映到工業(yè)攝影測量上，即通過改善測量網(wǎng)形，優(yōu)化像片數(shù)量來提高測量精度。當(dāng)然，測量網(wǎng)形的優(yōu)化設(shè)計(jì)除了與上述相關(guān)之外，同時(shí)還受兩兩像片之間的重疊度、攝影之間的距離、總攝站數(shù)量和靶標(biāo)點(diǎn)等相關(guān)。3.4.2工業(yè)攝影測量網(wǎng)形定義從幾何方面來說，測量相機(jī)和所測物方點(diǎn)都可視為一個(gè)點(diǎn)。工程測量時(shí)，需使得每個(gè)物方點(diǎn)均被兩臺及兩臺以上的測量相機(jī)所拍攝，或者至少被兩條及以上的攝影光線相交。若在圖紙上將所有攝影光線畫出，則將所有的攝站、物方點(diǎn)和攝影光線連接起來，就構(gòu)成了一個(gè)個(gè)三角形的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在測繪學(xué)科中我們將之稱測量網(wǎng)。在工業(yè)攝影測量領(lǐng)域中，我們一般將其稱之為測量網(wǎng)形。（a）平面網(wǎng)（b）空間網(wǎng)圖3-4工業(yè)攝影測量網(wǎng)形在工業(yè)攝影測量實(shí)際工程應(yīng)用中，測量網(wǎng)形的優(yōu)化設(shè)計(jì)至關(guān)重要，其測量網(wǎng)形布設(shè)的不同，最終得到的測量精度也會不同，本論文將工業(yè)攝影測量網(wǎng)形進(jìn)行以下分類，即（1）攝站數(shù)量與重疊度；（2）攝影距離；（3）攝站旋轉(zhuǎn)角度；（4）網(wǎng)形之間的一致性。3.5本章小結(jié)本章節(jié)主要對工業(yè)攝影測量的影響因素進(jìn)行了闡述說明，并在工業(yè)攝影測量系統(tǒng)部件中通過測試驗(yàn)證了靶標(biāo)點(diǎn)對測量精度的影響；對測量網(wǎng)形的發(fā)展和定義進(jìn)行了介紹，為第四章的試驗(yàn)奠定基礎(chǔ)。第4章測量網(wǎng)形對工業(yè)攝影測量精度的影響研究本論文由第三章可知，本文將工業(yè)攝影測量網(wǎng)形進(jìn)行了分類，即（1）攝站數(shù)量與重疊度；（2）攝影距離；（3）攝站旋轉(zhuǎn)角度；（4）網(wǎng)形之間的一致性。下面將以這四種因素展開試驗(yàn)研究。4.1攝影距離對工業(yè)攝影測量精度的影響研究相關(guān)試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)如下：本試驗(yàn)場地為辰維科技股份有限公司二樓的測量相機(jī)精密檢校場，檢校場墻面粘貼約1200個(gè)靶標(biāo)點(diǎn)，大小為Φ6mm；使用CIM-3測量相機(jī)分別在距離檢校場2m、3m、4m、4.5m、5m、5.5m處按照5×5測量網(wǎng)形對其進(jìn)行拍攝測量（圖4-1），各攝站位置測量相機(jī)旋轉(zhuǎn)四個(gè)角度（0°、90°、180°、270°），共拍攝100張像片；各個(gè)攝影距離處共拍攝8組像片數(shù)據(jù)，經(jīng)過相關(guān)算法計(jì)算其測量重復(fù)性精度。圖4-1不同攝影距離重復(fù)性精度拍攝圖經(jīng)過像片采集和數(shù)據(jù)處理，得出標(biāo)志點(diǎn)到攝站的距離與重復(fù)性精度的關(guān)系如下圖所示。圖4-2攝影距離與重復(fù)性精度從圖4-2可以看出，測量相機(jī)在距離檢校場3m處測量重復(fù)性精度最好，之后隨著攝影距離的增大，標(biāo)志點(diǎn)點(diǎn)位測量重復(fù)性精度總體上呈現(xiàn)變差的趨勢；在攝影距離2m處，測量重復(fù)性精度變差說明重復(fù)性精度除了受攝影距離的影響之外，還受其它因素的影響，比如測量相機(jī)鏡頭分辨率、閃光燈強(qiáng)度等。4.2像片數(shù)量對工業(yè)攝影測量精度的影響研究試驗(yàn)主要由辰維科技股份有限公司提供的CIM-3工業(yè)測量相機(jī)和MPS數(shù)據(jù)處理軟件，華北水利水電大學(xué)的三維測量相機(jī)精密檢校場和移動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（如圖4-3）等組成；CIM3相機(jī)在距離測量相機(jī)精密檢校場3m處可達(dá)到最佳測量結(jié)果，測量相機(jī)安裝在移動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上，在距離三維測量相機(jī)精密檢校場3m處進(jìn)行測量；由于“三角形交會”法測量精度受交會角的影響相當(dāng)大，其交會角在90°時(shí)測量精度最好，故在均勻分布攝站時(shí)，使其交會角盡可能成60°~120°，達(dá)到良好的測量效果。圖4-3三維測量相機(jī)精密檢校場與移動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在攝站位置一定，測量相機(jī)旋轉(zhuǎn)多角度拍攝對測量精度的影響時(shí)，由于相機(jī)多角度旋轉(zhuǎn)拍攝的不同，像片數(shù)量未做到控制變量，故需要測試在同一網(wǎng)形下，像片數(shù)量的不同對測量精度的影響；同理，當(dāng)相機(jī)旋轉(zhuǎn)角度一定時(shí)，不同測量相機(jī)位置對測量精度的影響亦是如此。相機(jī)安裝在旋轉(zhuǎn)移動(dòng)軌道上，試驗(yàn)按照傳統(tǒng)測量方法9點(diǎn)法（3×3的布設(shè)位置），旋轉(zhuǎn)兩個(gè)角度進(jìn)行測量（如圖4-4所示），每個(gè)相機(jī)姿態(tài)分別曝光1、3、5、7、9張像片，測試同一姿態(tài)不同曝光像片數(shù)量對測量精度的影響；試驗(yàn)共拍攝4組，測試結(jié)果見圖4-5。圖4-4現(xiàn)場模擬圖圖4-5像片數(shù)量數(shù)據(jù)圖從上圖試驗(yàn)結(jié)果可以看出，以每站相機(jī)不同姿態(tài)分別曝光1、3、5、7、9張像片的形式，結(jié)果在三個(gè)坐標(biāo)的測量精度的差值在1微米以內(nèi)，精度變化范圍不大，測試結(jié)果符合預(yù)期的結(jié)果。4.3相機(jī)不同旋轉(zhuǎn)角度及位置數(shù)量對測量精度的影響試驗(yàn)分別研究當(dāng)測量相機(jī)位置一定時(shí)，相機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度數(shù)量對測量精度的影響，當(dāng)旋轉(zhuǎn)角度一定時(shí)，不同攝站位置數(shù)量對測量精度的影響，為保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，采用控制變量法，消除像片數(shù)目可能帶來的精度影響。由于傳統(tǒng)對測量相機(jī)精密檢校場的測量方法為9點(diǎn)法，旋轉(zhuǎn)兩個(gè)角度，故本試驗(yàn)根據(jù)傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)了81點(diǎn)法，即9×9，橫向九個(gè)位置、縱向九個(gè)位置的拍攝方法和旋轉(zhuǎn)16個(gè)角度進(jìn)行像片采集，共采集像片1296張，試驗(yàn)共拍攝4組；采集完像片后，在傳統(tǒng)測試方法9點(diǎn)法（3×3相機(jī)布設(shè)位置）及相機(jī)旋轉(zhuǎn)兩個(gè)角度（0°，90°）的基礎(chǔ)下分別進(jìn)行測試，測試相機(jī)旋轉(zhuǎn)不同角度和不同布設(shè)位置數(shù)量對測量精度的影響；不同旋轉(zhuǎn)角度的對比試驗(yàn)與不同位置數(shù)量的對比試驗(yàn)結(jié)果見下圖。表4-1相機(jī)設(shè)置參數(shù)相機(jī)形號曝光時(shí)間/μs曝光強(qiáng)度分辨率/Mb標(biāo)稱精度CIM-36007294μm+4ppm·L圖4-6相機(jī)旋轉(zhuǎn)角度圖4-7相機(jī)不同旋轉(zhuǎn)角度拍攝重復(fù)性精度數(shù)據(jù)圖圖4-8不同攝站位置拍攝重復(fù)性精度數(shù)據(jù)圖在相機(jī)攝站位置一定時(shí)，隨著相機(jī)旋轉(zhuǎn)角度的增多，測量精度也在逐步提升，同理，相機(jī)旋轉(zhuǎn)角度一定時(shí)，隨著攝站位置的增多，測量精度亦在逐步提高。研究結(jié)果可作為優(yōu)化提高攝影測量精度。4.4網(wǎng)形一致性對工業(yè)攝影測量精度的影響在實(shí)際工程測量中，由于常規(guī)人工拍攝測量受其局限性影響，并不能保證各組之間較高的重復(fù)定位、定姿，從而導(dǎo)致工業(yè)攝影測量中測量重復(fù)性精度降低；因此，為進(jìn)一步探究各組網(wǎng)形之間的一致性對工業(yè)攝影測量重復(fù)性精度的影響，設(shè)計(jì)人工對比試驗(yàn)并進(jìn)行結(jié)果分析。（1）試驗(yàn)對象：大尺寸桁架圖4-9桁架圖（2）相關(guān)參數(shù)表4-2相關(guān)參數(shù)實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)辰維辦公樓后側(cè)相機(jī)編號CIM3測量相機(jī)基準(zhǔn)尺編號301201045圖像分辨率6576*4384像素大小5.5um曝光時(shí)間500us曝光強(qiáng)度5拍攝距離約2米（3）測量網(wǎng)形布設(shè)圖4-10測量網(wǎng)形布設(shè)圖（4）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)本測試共設(shè)計(jì)四個(gè)小試驗(yàn)：每一個(gè)位置相機(jī)連拍三張，之后將連拍的三張分為三組進(jìn)行計(jì)算；②相機(jī)在一個(gè)位置旋轉(zhuǎn)四個(gè)角度拍攝后，再次進(jìn)行相同位置第二組的四個(gè)角度拍攝；③在第一個(gè)位置拍攝像片后，在第二個(gè)位置拍攝像片，然后再回到第一個(gè)和第二個(gè)位置拍攝，以此方法拍攝所有的照片；④分組拍攝，每一次拍攝位置是固定的，這樣在分組拍攝的情況下最大限度保證網(wǎng)形的一致性；四個(gè)試驗(yàn)每個(gè)攝站姿態(tài)均使用CIM-3相機(jī)旋轉(zhuǎn)四個(gè)角度進(jìn)行拍攝，每個(gè)試驗(yàn)拍攝三組像片。（5）試驗(yàn)數(shù)據(jù)表4-3試驗(yàn)1數(shù)據(jù)組別XYZPP平均值1&20.0020.0020.0030.0040.0042&30.0020.0020.0030.0041&30.0020.0020.0030.004表4-4試驗(yàn)2數(shù)據(jù)組別XYZPP平均值1&20.0030.0030.0030.0050.0051&30.0030.0030.0030.0052&30.0030.0030.0030.005表4-5試驗(yàn)3數(shù)據(jù)組別XYZPP平均值1&20.0040.0040.0030.0070.00631&30.0040.0040.0030.0062&30.0030.0040.0030.006表4-6試驗(yàn)4數(shù)據(jù)組別XYZPP平均值1&20.0050.0050.0050.0080.00931&30.0060.0060.0060.0102&30.0060.0060.0060.010將以上四組試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果以圖線表示，見下圖4-11。圖4-11網(wǎng)形一致性對測量精度數(shù)據(jù)圖從以上四次試驗(yàn)網(wǎng)形變化重復(fù)性結(jié)果對比可知，隨著網(wǎng)形一致性的變差，工業(yè)攝影測量重復(fù)性精度隨著網(wǎng)形重復(fù)的一致性變差，測量精度也在變差；但試驗(yàn)中只是粗測，需要進(jìn)一步優(yōu)化試驗(yàn)以及精準(zhǔn)控制相機(jī)的位姿進(jìn)行測量。4.5本章小結(jié)本章主要從攝影距離、像片數(shù)量、攝站位置數(shù)量和各組測量網(wǎng)形之間的一致程度上對工業(yè)攝影測量重復(fù)性精度進(jìn)行研究，通過試驗(yàn)測試，得出了較好的結(jié)論，攝影距離在3m的時(shí)候較好、像片數(shù)量在一定程度上越多，測量精度越高、各組之間網(wǎng)形一致性越好，最終得到的測量精度也就越高。第5章總結(jié)與展望5.1論文工作總結(jié)本文從工業(yè)攝影測量的基礎(chǔ)理論出發(fā)，就系統(tǒng)精度影響因素進(jìn)行了闡述，主要從測量網(wǎng)形，即攝影距離、像片數(shù)量、攝站旋轉(zhuǎn)角度、攝站位置分布和測量網(wǎng)形一致性差對測量精度的影響上展開測試研究，提出一些可實(shí)行的方法，并完成相應(yīng)的試驗(yàn)論證。論文的主要工作總結(jié)如下：（1）對國內(nèi)外工業(yè)攝影測量系統(tǒng)研究現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，對工業(yè)攝影測量網(wǎng)形的相關(guān)研究進(jìn)行總結(jié)列舉。（2）對工業(yè)攝影測量系統(tǒng)原理、構(gòu)成、測量重復(fù)性精度以及精度影響因素進(jìn)行了詳細(xì)說明；介紹了工業(yè)攝影測量網(wǎng)形的發(fā)展，并對工業(yè)攝影測量網(wǎng)形涵蓋的內(nèi)容在本文中進(jìn)行了定義說明。（3）對工業(yè)攝影測量網(wǎng)形對測量精度影響進(jìn)行了試驗(yàn)測試，并得出攝影距離在3m的時(shí)候較好、像片數(shù)量在一定程度上越多，測量精度越高、各組之間網(wǎng)形一致性越好，最終得到的測量精度也就越高的結(jié)論。5.2展望本文以精密工程測量領(lǐng)域高精度測量需求為背景，基于測量網(wǎng)形對工業(yè)攝影測量重復(fù)性精度的影響開展了研究與分析得到較為理