汽車碰撞試驗測量系統研究范文

本站小編為你精心準備了汽車碰撞試驗測量系統研究參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《計測技術雜志》2015年第二期

1DMAS中定標墻的校準方法

定標墻的空間范圍一般在8m×10m×10m，是一個大尺寸空間測量網絡。組成定標墻的3面墻體上布設有5萬多個需要準確測量的標識點，汽車碰撞試驗的誤差要求不大于1mm，對標識點的空間坐標誤差要求就應該控制在0.1mm，對于如此大范圍的空間坐標校準，該技術指標要求非常嚴格。目前，校準定標墻上標識點還沒有有效的方法，能夠識別標識點的方法只有經緯儀瞄準法和攝影測量法。經緯儀法雖然測量精度高但是測量效率低，不適合定標墻上大量標識點的測量;攝影測量法的測量效率相對較高，所以定標墻標識點的坐標校準采用攝影測量法完成。

攝影測量是指利用攝像技術攝取物體的影像、識別物體并精確測定其形狀和位置的方法，數字攝影測量系統如圖3所示。從不同的角度、位置對被測物上的編碼點和標識點進行拍攝，所得相片經過數字處理并通過標準尺的長度約束，最終準確地得到標識點的三維坐標。由攝影測量法的原理可知，標準尺的作用是為相片提供比例因子的，理想情況下標準尺和被測量的物體至少在一張圖片中被完全包含，這樣會在很多相匹配的圖片中有多個共同的標識點，可以提高測量精度。當被測量對象比較大時，就要求整個測量過程中盡可能多地包含標準尺的完整信息，但是具體需要多少標準尺的信息，目前沒有一個明確的定義，對于精度的提高也沒有明確的規律，為此，需要進一步研究標準尺的優化布局，以滿足定標墻的高精度校準要求。定標墻校準精度的驗證可通過比較標準尺的測量值和校準值得到，其溯源鏈圖如圖4所示。

2標準尺優化布局

標準尺的優化布局包括標準尺的位置、數量和姿態的布局，本文針對定標墻的其中一面墻，在一系列實驗的基礎上總結出適合于定標墻的校準方法，并通過標準尺向干涉儀溯源，保證了定標墻的測量結果量值準確、溯源有據。理論上只要在攝影測量系統視場內布設一個標準尺就可以為系統本身提供比例因子，但在大空間測量中，由于標尺的長度受限，用短標尺為大空間進行比例標定，會放大比例誤差;另外標尺的擺放方向決定了所提供的測量比例因子只能對視場內該方向上的測量結果提供同比修正，而對其它方向上的測量結果存在修正誤差。

為了滿足定標墻的校準需求(定位測量不確定度0.05mm)，設計了六組比對試驗，每組布設的標準尺的位置和數量各不相同，通過求解已知兩目標點之間距離的偏差值來判斷標準尺的布局的合理性。圖5為定標墻對比試驗示意圖，表1為六組比對試驗設置，表2為六組對比試驗結果的偏差。表2中，標稱值為用干涉儀校準兩目標點間的校準值，此時作為標準值使用;偏差值為用攝影測量法測量相應目標點獲得的距離值與標稱值的差值。由表2的試驗數據繪制觀測距離的長度偏差變化趨勢，如圖6所示。由此可以看出第四組、第五組、第六組測量結果基本保持一致，測量重復性在0.005mm以內，說明這幾組標準尺的優化布局能有效提供定標墻上各方向的比例因子，為各方向提供偏差修正，使得每組觀測結果的標準偏差均不超過0.04mm，滿足了定標墻的校準需求。綜合考慮校準條件、校準效率等因素，第四組的優化布局是最合適的。通過上述試驗，結合第四組的布局特點可以歸納出如下幾點校準原則:1)校準時，需要有一根橫向的標準尺，放置于測量區域的中間位置，其長度控制在1～2m，且保持固定不動;)校準時，標準尺的擺放應該考慮測量空間的分布方向，如水平、垂直、傾斜和縱深等，標準尺并不是越多越好，對一個平面而言，4根標準尺完全滿足要求;3)校準時，標準尺應盡量涵蓋整個測量區域，即:在校準區域的兩端和中間各放置一根標準尺，但不要太靠近邊緣。依據上述原則，對8m×10m×10m空間的三個定標墻給出了如圖7所示的校準方案:方案中每面定標墻擺放4個標準尺，為了保持數據閉合，在墻1、墻3之間又增加了一個標準尺，標準尺總共擺放了13個位置。經實驗驗證，該方案與每面定標墻只擺放一個標準尺相比，校準精度大大提高了，完全滿足0.05mm的校準要求。

3總結

本文提出了一種汽車碰撞試驗定標墻的現場校準方法，利用攝影測量系統與標準尺，通過合理布局實現了定標墻的高精度校準。上述現場校準方法已應用于長春一汽—大眾汽車有限公司的定標墻的校準，通過對標準尺的位置、數量及姿態的優化，采用常用的攝影測量系統對DMAS的定標墻進行校準，定標墻現場校準誤差小于0.05mm，完全滿足0.1mm+1×10－4L的測量要求，由此進一步證明該校準方案切實可行。

作者：陸佳艷許靜瞿劍蘇曹鐵澤甘曉川單位：中航工業北京長城計量測試技術研究所一汽－大眾汽車有限公司