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工程测量技术的应用与发展

浅谈工程测量技术的应用与发展 The Application and Development of Engineering Measurement Techniques ■ 张 赛 ■Zhang Sai [摘 要] 工程测量技术作为服务于工程建设的测绘技术，伴随城市化进程的加快，信息化技术也在不断的促进着工程测量技术与手段的更新和发展，使得工程测量技术朝着信息化、自动化的进程迈进，同时工程测量技术在建筑行业里的应用，对其技术水平的提高也有极大的推动作用。 [关键字] 工程测量技术 应用 发展 [Abstract] The Engineering measurement as a technology ser- vices the engineering building, accompanied by the accelera- tion of the process of urbanization; the information technology is also constantly promoting the updating and development of engineering measurement technology. At the same time, it also has a great role in promoting the improvement of its technical level in the construction industry. [Keywords] engineering measurement techniques, application, development 一、 我国工程测量技术的重要作用 1. 提供准确的资料 要做好工程施工前设计阶段的设计工作就需要依靠材料设置、施工范围、各种图纸资料等方面的信息。而这些信息的获取全赖于工程测量的结果，通过工程测量来获取上述的信息资料，能够方便工程的实施。 2. 确保定位的精度 对建筑工程来说，建筑物的精度是非常重要问题，要确保建筑物整体的施工效果就一定要保证精度，如此才能够确保建筑物达到设计要求。测量过程能够确定建筑物的定位精度，在活动定位准确的情况下，施工的质量才能得到保证。 3. 竣工验收的程序 工程完成之后同样要进行竣工前的验收测量工作，竣工的测量报告一定要以实际工程测量数据作为依据，如此才可以确保拟定内容与工程标准相符，从而帮助规划管理部门实行监督管理。 二、 工程测量技术的应用和发展前景 1. 先进地面测量仪器 20世纪80年代以来很多先进的地面测量仪器就相继出现了，为工程测量提供了先进的技术手段和工具，例如：激光扫平仪、激光准直仪、数字水准仪、电子水准仪、全站仪、电子经纬仪、精密测距仪、光电测距仪等，它们为工程测量的数字化、自动化、现代化发展提供了有利条件，使传统的工程施工测量、道路检测、地形测量、控制网布网等作业方式得到了极大的改变。测距导线网、边角网、网布网已经取代了三角网；光电测距三角高程测量已经取代了三、四等水准的测量；具备连续显示和自动跟踪功能的测距仪已经在施工放样测量中得到了运用；无法达到测量点的测距工作难题已经被无需棱角的测距仪解决了；传统基线丈量已经被精密 测距仪的使用所取代；电子速测仪则解决了细部测 量的难题。 2. GPS定位技术 GPS技术是在九四年时建成的，它是拥有海陆 空全方位导航和定位能力的卫星导航和定位系统。 伴随GPS技术的不断改进以及软硬件的逐渐完善， 一次性确定坐标的GPS技术已经取代了以测水准、 测距、测角为主的地面定位技术。 目前我国的GPS技术已经在各个领域得到了应 用，工程控制网、城市控制网、国家大地网的建立 和改造已经普遍的应用了GPS技术，同时在海岛海 域测量、地震形变监控、山体滑坡、大坝监测、建 筑变形、隧道贯通、地下铁路、通信线路、高速公 路、石油勘测中也使用了GPS技术。伴随GPS差分 定位技术与RTK实时差分定位系统的不断发展以及 美国AS技术的解除，使得单点定位的精度也在不断 地提高。GPS技术也在碎部点的放样和测绘、地质 勘查剖面测量、石油物探点定位、运载工具实时监 控、导航等领域有着非常广的应用前景。 3. 数字化成图技术 工程测量重要的内容之一就是大比例尺的工程 图和地形图的测绘，一般常规成图方式需通过野外 工作完成，并且内部数据的处理与绘图工作也很繁 琐，成图的周期很长，产品也很单一，不能适应城 市建设发展的需求。进入21世纪90年代以来，数 字化成图技术凭其易于发布、保存管理和应用方便、 更新方便、劳动强度小、精度高等诸多的优点而得 到了迅速的发展，现在的数字化成图技术分为电子 平板和内外业一体化两种模式。 其中内外业一体化是外业数据数据的一种采集 方式，它的主要设备是电子手簿、全站仪等，它的 特点是便于人员分配、内外业的分工明确、精度高， 因而它的成图效率很高。通过画草图或编码的形式 来对地图实体和连接关系的地理属性进行描述，分 为无码和有码作业。无码作业的操作方便可靠，并 且因为它是采用草图形式，使得数据的采集工作非 常直观，所以能够使测站观测人员压力减轻。如果 观测人员能够熟练使用数字化成图系统的编码，并 且经验丰富，也可以采取有码方式。全站仪和电子 平板相结合，在野外进行数据采集时就无需编码， 测量的数据会直接显示在电子平板，现场对显示进 行编辑修改，最后由绘图仪将成果输出，它基本上 是把所有的工作都放于外业来完成的一种数字化的 成图方式。它的特点是常规测图板被电子平板取代， 能够实现图形编辑、数据处理、数据采集的同步现 场完成工作，因而这种模式的精读高，可靠性好。 4. 摄影测量技术 目前，摄影测量技术广泛的应用于城市与工程 测绘领域中，伴随对高精度、高质量摄影测量仪的 生产和研究，现有摄影测量技术能够提供实时、完 全的三维空间信息，并且不需要接触被测的物体， 使野外工作量得到了减少，工作效率得到了大大的 提升，同时取得了很多的应用成果，拥有非常广泛 的发展前景。伴随GPS技术在摄影测量里面的使用， 摄影测量也在逐步朝着数字化和自动化的方向发 展，而采用全数字的摄影测量系统，能够使摄影测 量的产品从影像图转变为4D产品，从而为各类基础 地理信息和专业信息系统的建立提供数据凭证。 5. GIS技术 GIS是一种集管理科学、环境科学、测绘遥感 科学、信息科学、空间科学、计算机科学为一体的 新兴学科。在短短四十多年的时间内，它已经成了 多学科集成同时在各领域得到应用的基础平台，是 地学空间信息分析的基本工具和手段，它的技术优 势除了集三维可视化显示、管理分析、存储、采集、 成果输出为一体的数据流程之外，还包括它的辅助 决策、预测预报、空间分析功能。现在，GIS已经 发展成了一门成熟的技术科学，并且在土地管理、 城市规划、环境监测、气象海洋、农林水利、地质 矿产、测绘等方面发挥着越来越大的作用。使用全 数字摄影测量、扫描矢量化、内外一体化测图、数 据库、GIS等技术，能够准确、及时的为专业信息 系统提供基础空间信息，便于建立各种的专业信息 系统，实现管理的信息化、标准化和科学化。 6. RS技术 由于RS技术能够进行大面积同步观测，并且具 有经济性、可比性、数据综合性、时效性等优势， 所以得到了普遍的应用，高分辨率的遥感卫星和多 光谱的航空摄影将成为获取基础地理信息的一种重 要技术手段。运用遥感影像去获取各种小比例尺的 地形图，能够为城市基本地形图以及各种比例地形 图的快速更新提供方法与手段。在某些大中城市里 面已经开始采用航空遥感对城市进行综合调查，从 而编制土地利用、交通、植被、污染、水文、地质 等专题地图，收集自然与社会环境的资料，为国土 资源的开发利用和城市的规划建设提供信息资料。 7. 3S集成技术 20世纪90年代才发展起来的3S集成技术，是 测绘技术和观念的大革命，3S技术为社会生产、政 府管理和可续研究提供了新的思维工具、描述语言、 观察手段。3S技术取长补短的结合是一个自然发展 的趋势，三者间形成了“一主二辅”的框架形式， 也就是RS和GPS为GIS提供空间定位信息和区域信 息，而GIS进行空间分析，便于从RS和GPS提供的 众多数据里面找到有用的信息，然后对其进行综合 集成，让它成为决策的依据。目前，3S集成技术已 在城市规划和管理、车辆监控、车辆导航、救灾、 减灾、防灾、环境保护、环境动态监测、全球变化、 土地研究、精细农业、海洋渔业等领域得到了成功 的应用。 （下转第250页） 248

音视频测试及监测方案

音视频测试及监测方案 为有线电视和电信运营商提供IP视频监测解决方案的全球领导创新厂商---泰克公司日前宣布，将在3月21日至23日于北京举行的第二十一届中国国际广播电视信息网络展览会（CCBN 2013）上展出业内领先的一系列视频测试产品及解决方案；在同期举行的“CCB N 2013广播影视发展论坛”的“广播电视测试技术与仪器”分会场上，泰克公司还将作为独家测试测量仪器提供商受邀参与主题为“广播电视新技术体系下，广电行业设备与系统检测与测试的未来发展趋势”的研讨，并带来两场泰克测试方案公开课。 在本届CCBN 2013上，泰克公司位于中国国际展览中心3号馆的3404展位将要亮相的产品包括：多格式、多标准便携式波形监测仪W FM2200；基于精确的人类视觉系统模型的客观感知测量的图像质量分析仪PQA600A；屡获奖项的内容监测解决方案Sentry?和全球领先的基于文件的自动视频质量控制系统Cerify?等，届时，欢迎业界同仁参观展台并进行深入交流。 2013年是“十二五”规划对数字电视和三网融合政策进一步贯彻落实的一年，数字家庭娱乐、智能家居、社区服务等内需市场的扩大将为数字家庭产业发展提供强大的内需动力；下一代互联网、广播电视网、物联网、云计算等新技术广泛应用，将为数字电视数字家庭产业转型升级注入新的活力。

“为适应三网融合、数字高清等新技术前进的步伐，我们的客户正需要构建一整套新型的视频测试仪和视频测量工具。”泰克大中华区市场总监王中元表示，“此次参展的视频测试工具提供了支持多种标准和多种格式，并能对各种数字视频进行最全面的（跨越多种标准和各个物理层）和最深入的（从最底层至最高层的详尽分析）的视频测试功能。泰克灵活的配置方案将为客户在较小的投资情况下始终走在技术前沿！” “除了为广播电视业主、电信运营商和基础设备集成商展示业内领先的全面测试和监测解决方案及产品之外，在3月21日下午中国国际展览中心综合服务办公楼204会议室举行的‘广播电视测试技术与仪器暨泰克测试方案公开课’内容同样十分精彩，”王中元还介绍说，“泰克工程师将就数字视音频监测方案、基于文件的内容质量控制等内容与现场观众作深入探讨，同时还将涉及检测测试标准要求及高新测试仪器应用，新系统、新装备的检测测试等方面进行分析和讨论，为企业了解行业设备检测要求和新系统、新装备的检测测试提供借鉴和参考。” 泰克CCBN 2013部分参展产品预览： 多格式、多标准便携式波形监测仪WFM2200 WFM2200波形监测仪是一款现场节目制作应用的理想监测工具，它采用了6.5英寸的LED背光式显示器，具有清晰的、类似于CRT质

视觉测量系统技术及应用

视觉测量系统技术及应用 1 引言 基于计算机的视觉检测系统是指通过计算机视觉产品将被摄取目标转换成图像信号，传送给图像处理系统，图像处理系统再根据像素分布和亮度、颜色等信息，转变成数字化信号，计算机图像系统对这些信号进行复杂运算来抽取目标的特征，进而根据判别的结果来控制设备动作。它具有非接触、速度快等优点，是一种先进的检测手段，非常适合现代制造业。可用于视觉检测的试验原理很多，如纹理梯度法、莫尔条纹法、飞行时间法等，然而诸多测试原理中，尤其基于三角法的主动和被动视觉测量原理具有抗干扰能力强、效率高、精度合适等优点，非常适合在线非接触测量。本文主要从视觉测量系统在实际中应用出发，展示视觉检测技术在制造业中的广阔应用[1-4]。 2 视觉测量系统技术的应用 2.1 汽车车身视觉检测系统 在汽车制造过程中，车身上总有很多关键的三维尺寸进行测量，采用传统的三坐标测量机只能离线抽样检测，效率低，更不能满足现代汽车制造在线检测的需要，而视觉检测系统能很好的适应该需要，典型的汽车车身视觉检测系统如图1所示[5]。 图1 车身视觉检测系统 车身检测系统主要依靠的是数个视觉传感器，其中还包括传送机构、定位机构，计算机图像采集、网络控制部分。每个传感器对应一个被测区域，然后通过传输总线传至计算机，通过计算机对每个视觉传感器进行过程控制。 汽车车身检测系统的测量效率很高，精度式中，并且可以在完全自动情况下完成，这个包含几十个测点的系统都能再几分钟内测量完成，因此可以适应汽车制造的在线检测。而且传感器的布置可以根据不同车型来布置，增加了应用要求，

因此减少了车身视觉系统的维护费用。 2.2 拔丝模孔形视觉检测系统 使用计算机视觉检测技术开发出的拔丝模孔形检测系统由光学成像系统、工业用摄像机图像采集卡、计算机及监视器组成，可以解决生产实际中的模具孔形检测问题．工作原理如下：先采用注入硅胶方法获得反映待检拔丝模尺寸及形状的硅胶凸模，然后把硅胶凸模放在光学系统的载物台上．硅胶凸模经光学成像放大，成像于CCD像面上，然后用图像采集卡采集CCD图像信息，最后由计算机视觉检测软件完成对孔形尺寸的自动计算，此时图像采集时需要配置特殊的光照系统．系统实现了自动数据采集、处理，实现采样、进样、结果一条龙，形成检测的自动化． 2.3 无缝钢管直线度和截面在线视觉检测 无缝钢管是一类重要的工业产品，在反应无缝钢管质量中，钢管直线度及截面尺寸是主要的几何参数。现代工业已经可以实现无缝钢管的大批量大规模生产，并且并无成熟的直线度、截面尺寸高效率的检测系统，主要原因为：无缝钢管空间尺寸大，需要很大的测量空间，一般的检测手段很难实现如此大尺度的检测。然而视觉检测却非常适合无缝钢管及截面尺寸的测量，其测量原理图如图2所示。 多个传感器组成了视觉检测系统，传感器的结构光所投射的光平面与被测钢管相交，从而得到钢管的部分圆周，传感器测量圆周在传感器三维空间位置，每一个传感器实现一个截面圆周测测量，然后通过拟合得到截面的圆心和其空间位置，从而实现对无缝钢管截面和直径的测量。 图2 无缝钢管在线检测 2.4 视觉测量在逆向工程中的应用 逆向工程是针对现有的工件，利用3D数字化测量仪准确快速地测量出轮廓坐标值，并建构曲面，经过编辑、修改后，将图形存档形成一般的CAD/CAM系统，再由CAM所产生刀具的NC加工路径送至CNC加工机制所需模具，或者以快速成型将物品模型制作出来。视觉测量一般使用三种激光光源：点结构光、线结构光、面结构光，图3为使用线结构光测量物体表面轮廓的结构示意图[6]。

谈测绘及工程测量学中的新技术的应用

谈测绘及工程测量学中的新技术的应用 摘要：测绘学是一门古老的学科，有着悠久的历史。测绘学的科学地位和作用意义重大。工程测量学是研究工程建设和自然资源开发中各个阶段进行的控制和地形测绘、施工放样、变形监测的理论和技术的学科。随着电子信息技术、通信技术、网络技术等的飞速发展，测绘学也迎来发展的机遇与挑战。测量理论，测量方法，测量仪器的改进推动了测绘学科的发展，现在的测绘不但测量精度大大提高，测量时间大大的减少，劳动强度降低。 关键词：测绘学新技术应用 测绘学古老而现代，绘学现在正在向一门刚兴起的学科—地球空间科学发展。测绘学是一门古老的学科，有着悠久的历史。测绘学的发展在世界上古史时代，就有利用测绘学治理尼罗河泛滥后农田边界整理的传说。公元前7世纪，管仲在其所著《管子》一书中已收集了早期的地图27幅。公元前5世界至3世纪，我国已有利用磁石制成最早的指南工具“司南”的记载。公元前130年，西汉初期便有了《地形图》和《驻军图》，为目前所发现我国最早的地图。随着人类社会的进步和科学技术的不断发展，测绘学科的理论、技术、方法及其学科内涵也随之发生了很大的变化。尤其是在当代，由于空间技术、计算机技术、通信技术和地理信息技术的发展，测绘学的理论基础、工程技术体系、研究领域和科学目标与传统意义上的测绘学有了很大的不同。 测绘学的主要研究对象是地球（当然再未来将发展到外太空，研究其他的星球）。人类对地球形状认识的逐步深化，要求精确测定地球的形状和大小，从而促进了测绘学发展。因此，测绘学可以说是地球科学的一个分支。测绘学的研究成果是以地图为代表的信息产品，地图的演变及其制作过程、方法是测绘学进步的一个主要标志。测绘学获取观测数据的工具是测量仪器，测量学的发展很大程度上取决于测绘方法和测绘仪器的创造和改革。测绘仪器的发展经历了早期的游标经纬仪到小平板、大平板仪、水准仪、航空摄影机、摆仪、重力仪、全站仪，测量机器人，数字绘图机。成果也从原来的手绘地图到数字地图，由原来的二维地图到现在的三维地图，四维地图，最近由武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室研制的“天地图”这一伟大成果就是一个很好的代表。 测绘学的科学地位和作用意义重大。在科学研究中的作用：测绘学在探索地球奥秘和规律、深入认识和研究地球的各种问题中发挥着重要的作用。现在的测量技术可以提供几乎任意时区域分辨率系列，具有检测瞬时地理事件如地壳运动，重力场的时空变化，地球的潮汐和自转等问题，这些观测成果可以用于地球内部物质的研究，尤其在解决地球物理方面可以起到辅助作用。测绘学在国民经济上的作用是广泛。丰富的地理信息是国民经济和社会信息化的重要基础，为构建“数字城市”“数字中国”提供了重要的资源。在现代化战争的今天，测绘学在武器的定位、发射、精确制导等方面发挥着不可代替的作用。另外在防灾减灾方面，测绘做出了不可磨灭的作用，2008年汶川特大地震中，测量所的的地图在救灾中起指导作用，减少了灾难等带来的重大损失。在以后的发展中，测绘在防

【1】实验一：视频测量仪器使用操作

实验一：视频测量仪器使用操作 1：实验内容 VM700T的熟悉和数字电视模拟域基本参数测量 ①熟悉VM700T背板接口并按照实验仪器连接要求连接各个仪器。 ②熟悉VM700T面板按键，了解各按键功能。 ③以75％彩条为基本信号，利用已有知识分析一幅图像波形及矢量情况， 包括： 每帧图像的结构 每场图像的结构 每行图像对应的波形及矢量 ④利用信号发生器发生出各种常用测试波形，将已有的对波形的认识与矢 量及显示图像间建立直观的联系，并加以分析。 2：实验所用仪器 Tektronix TSG 273 PAL 信号发生器 VM700T 电视显示器 视频测试通道（实验室提供，视频设备或视频传输系统） 3：实验仪器与被测设备连线 4：实验过程及数据 1)在TSG-273上选择75%彩条信号作为测试信号； 2)在Picture方式下选择测试信号所在行，L37； 3)在Waveform方式下观察测试信号的波形；

4)按Measure键，在触屏上选择测试指标“Bar-Line Time”； 5)读取Sync Level、Sync to Bar Top两个项目的数据。 其中，“Sync Level”表示同步头相对于消隐后肩的幅度；“Sync to Bar Top”表示白条电平+同步电平。

5：实验分析及小结 对于视频信号幅度的测量，不能只是简单地调整信号通路中最后那一设备的输出电平。每一设备都应予以调整，使它能将信号正确地从输入传送到输出。电视设备一般在设计上对于视频信号幅度都要求在1V峰—峰值范围内，如果信号太大，则会出现削波或动态范围增大而产生非线性失真；如果信号太小，则会使信杂比降低，传输质量下降。 通过这次实验，我了解了VM700T的功能及使用方法，以及如何用它来测量视音频信号。

数字视频图像质量客观测量方法的改进与实现

数字视频图像质量客观测量方法的改进与实现 年11月25日点击次数:246 信息网https://www.wendangku.net/doc/819130024.html, 作者:黄文辉陈仁雷张家谋 摘要:本文在传统的图像客观测试峰值信噪比的基础上,对比了重建图像与原始图像,改进了测试模糊 键质量指标的算法,同时提出了预处理的方案. 实用中可与图像质量主观评价的MOS(mean opinion score)对 试与评价图像传输系统的质量. 量客观测试; 峰值信噪比; 模糊; 方块效应 为主观评价和客观评价,主观评价是以人作为观察者,而图像最终是给人看的,所以人(特别是专业人员) 的评定是具有权威性的. 但主观测试具有局限性,时,人的视觉反应到主观感觉上有其心理因素,结果因人(甚至因时) 而异,很难形成统一的模型,因而需要寻找简单易行且能得到公认的客观测试方法,并根据频的质量做出定量的客观评价. 即这些客观测试方法的指标应该与主观评价对应起来. 量的传统方法是求出重建图像与原始图像的差别,将这些差别统一认为是噪波,并以峰值信噪比( PSNR ) 的分贝数作为指标客观地表征数字图像质量. 但是并不能反应是哪一种原因造成图像的降质,因而在实际中很有必要再分项深入研究能表征图像降质原因的方法,也就是为常见的公认的数字图像的各种失真寻方法至少有下列3 条原则是必需满足的: 价相一致; 种失真造成的后果而不受或尽量少受其他失真因素的影响; 的数量表征明显,并尽量有线性的相关性等. 本文提出以PSNR 为总的测试指标,以模糊系数、方块效应、运动补偿、帧速为分量的测试方案,并在文献[ 1 ]的提出了改进方案. 中原始图像(输入图像) 的信号幅度多取255 ,认为原始图像信号处于理想的满幅度状态,图像中亮度(或色度) 最大处为峰值255 ,亮度(或色度) 最小处为重建图像(输出图像) ,信号值产生了偏离,导致了图像失真. 这种计算方法约定俗成已成定式,但是仔细分析后,实际的图像很难达到如此理想的状态. 即在很难) 都存在最亮点或最暗点,此时若一概以输入图像的幅值为255 计算则显然是不正确的. 在这种情况下应以输入图像实际存在的亮度(或色度) 最大值. 故本文建议采取如下公式计算PSNR(下列的计算以图像亮度为例) : 图像或输出图像第k 帧的像素总数; y i ( i , j , k) 为输入图像第k 帧的第i 行、第j 列的像素亮度值; y o ( i , j , k) 为输出图像第k 帧的第i行 x ( k) 、Yo ,min ( k) 分别为输出图像第k 帧中最大、最小像素亮度的值. 如果输入图像的幅度差达不到255 ,只要先归一化到255 , 仍可以用输入图像信号幅度为255 的公式计算PSNR. 实际上,这不符合实际图像的传输幅度, 性的存在, 导致了计算误差. 因此, 直接与输入图像最大值与最小值之差相比, 更能反映实际的PSNR.

机器视觉测量技术

机器视觉测量技术 杨永跃 合肥工业大学 2007.3

目录第一章绪论 1.1 概述 1.2 机器视觉的研究内容 1.3 机器视觉的应用 1.4 人类视觉简介 1.5 颜色和知觉 1.6 光度学 1.7 视觉的空间知觉 1.8 几何基础 第二章图像的采集和量化 2.1 采集装置的性能指标 2.2 电荷藕合摄像器件 2.3 CCD相机类 2.4 彩色数码相机 2.5 常用的图像文件格式 2.6 照明系统设计 第三章光学图样的测量 3.1 全息技术 3.2 散斑测量技术 3.3 莫尔条纹测量技术 3.4 微图像测量技术 第四章标定方法的研究 4.1 干涉条纹图数学形成与特征 4.2 图像预处理方法 4.3 条纹倍增法 4.4 条纹图的旋滤波算法 第五章立体视觉 5.1 立体成像

5.2 基本约束 5.3 边缘匹配 5.4 匹域相关性 5.5 从x恢复形状的方法 5.6 测距成像 第六章标定 6.1 传统标定 6.2 Tsais万能摄像机标定法 6.3 Weng’s标定法 6.4 几何映射变换 6.5 重采样算法 第七章目标图像亚像素定位技术 第八章图像测量软件 （多媒体介绍） 第九章典型测量系统设计分析9.1 光源设计 9.2 图像传感器设计 9.3 图像处理分析 9.4 图像识别分析 附：教学实验 1、视觉坐标测量标定实验 2、视觉坐标测量的标定方法。 3、视觉坐标测量应用实验 4、典型零件测量方法等。

第一章绪论 1.1 概述 人类在征服自然、改造自然和推动社会进步的过程中，面临着自身能力、能量的局限性，因而发明和创造了许多机器来辅助或代替人类完成任务。智能机器或智能机器人是这种机器最理想的模式。 智能机器能模拟人类的功能、能感知外部世界，有效解决问题。 人类感知外部世界：视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉 眼耳鼻舌身 所以对于智能机器，赋予人类视觉功能极其重要。 机器视觉：用计算机来模拟生物（外显或宏观）视觉功能的科学和技术。 机器视觉目标：用图像创建或恢复现实世界模型，然后认知现实世界。 1.2 机器视觉的研究内容 1 输入设备成像设备：摄像机、红外线、激光、超声波、X射线、CCD、数字扫描仪、 超声成像、CT等 数字化设备 2 低层视觉（预处理）：对输入的原始图像进行处理（滤波、增强、边缘检测），提取角 点、边缘、线条色彩等特征。 3 中层视觉：恢复场景的深度、表面法线，通过立体视觉、运动估计、明暗特征、纹理 分析。系统标定 4 高层视觉：在以物体为中心的坐标系中，恢复物体的完整三维图，识别三维物体，并 确定物体的位置和方向。 5 体系结构：根据系统模型（非具体的事例）来研究系统的结构。（某时期的建筑风格— 据此风格设计的具体建筑） 1.3 机器视觉的应用 工业检测—文件处理，毫微米技术—多媒体数据库。 许多人类视觉无法感知的场合，精确定量感知，危险场景，不可见物感知等机器视觉更显其优越十足。 1 零件识别与定位

视频测量技术指导书课程编码103005

“视频测量技术”实验指导书（一） 一、实验课程编码：103005 二、实验课程名称：视频测量技术 三、实验项目名称：监视器调整与反射损耗测量（综合性、设计性实验） 四、实验目的 学习图像监视器的日常调整方法。了解反射损耗的意义及对图像的影响，掌握电缆延时法测量反射损耗。通过测量信号的幅度和时间参数，学习使用视频综合测试仪和测试信号发生器。了解2T脉冲参数，了解100%和75%彩条的区别。 五、主要设备 VM700T视频综合测试仪，TSG271测试信号发生器，PVM-14M4E图像监视器。 六、实验内容 1．调整监视器的亮度、对比度、色度、色温等参数。 2．测量100%和75%彩条信号。 3．测量2T正弦平方脉冲。 4．使用延时电缆法测量100欧终端电阻的反射损耗。 5．测量反射波延时，估算电缆长度。 七、实验步骤 1．系统连接：被测设备为长电缆和100欧终端电阻。 2．监视器的日常调整： （1）利用PLUGE信号调亮度。 （2）利用阶梯波信号调对比度。 （3）利用100%彩条信号和监视器BLUE ONLY功能调色饱和度。 （4）利用监视器菜单调色温为D93。 3．100%和75%彩条信号测量： （1）使用VM700压差复位“Reset Diffs”功能测量两种彩条的白条幅度。 （2）利用低通滤波器分别测量两种彩条的黄条亮度电平。 （3）利用高通滤波器分别测量两种彩条的黄条色度电平。

（4）计算两黄条亮度/色度电平之间的比值（低比高）。 4．2T 正弦平方脉冲的测量： （1）选2T 正弦平方脉冲和条信号。 （2）测量2T 脉冲的幅度，确定其半幅度。 （3）使用VM700光标功能测量时间，测量其半幅宽。 （4）测量填充副载波脉冲宽度（使用冻结功能）。 5．反射损耗的测量： （1）选2T 正弦平方脉冲和条信号。 （2）取下电缆终接电阻，测量终端开路全反射波幅度A1。同时观察反射波对图像的影响。 （3）电缆终端接上100欧终端电阻，测量反射波幅度A2。代入公式计算： 反射损耗2 1 A A lg 20 ρ dB 6．测量反射波延时，估算电缆长度： 测量入射波A0与反射波A1的时间间隔，估算电缆长度。电缆延时量取每20cm 延时1 ns ，注意反射波A1走了两倍电缆长度。 八、实验结果 1．画出系统连接图，注明仪器及接口名称。 2．说明监视器4个参数如何调整，分别调的是什么（信号/参数）。 3．记录两种彩条信号测量参数，说明其同异处及“75%”的由来。 4．记录两个正弦平方脉冲宽度，说明该2T 脉冲是属于哪个制式（PAL/NTSC ）。 5．填充副载波的脉冲是多少T 脉冲。 6．测量并计算100欧终端电阻的反射损耗值，通过观察说明反射波对图像的影响。简要分析反射损耗越大越好还是越小越好。 7．测量反射波延时量并估算出电缆长度。 执笔人：王世平 实验室主任： 系主任：姜秀华

机器视觉测量技术

机器视觉测量技术杨永跃合肥工业大学 2007.3 目录 第一章绪论 1.1 概述 1.2 机器视觉的研究内容 1.3 机器视觉的应用 1.4 人类视觉简介 1.5 颜色和知觉 1.6 光度学 1.7 视觉的空间知觉 1.8 几何基础 第二章图像的采集和量化 2.1 采集装置的性能指标 2.2 电荷藕合摄像器件 2.3 CCD 相机类 2.4 彩色数码相机 2.5 常用的图像文件格式

2.6 照明系统设计 第三章光学图样的测量 3.1 全息技术 3.2 散斑测量技术 3.3 莫尔条纹测量技术 3.4 微图像测量技术 第四章标定方法的研究 4.1 干涉条纹图数学形成与特征4.2 图像预处理方法 4.3 条纹倍增法 4.4 条纹图的旋滤波算法 第五章立体视觉 5.1 立体成像 2 5.2 基本约束 5.3 边缘匹配 5.4 匹域相关性 5.5 从 x 恢复形状的方法 5.6 测距成像

第六章标定 6.1 传统标定 6.2 Tsais 万能摄像机标定法 6.3 Weng ’ s 标定法 6.4 几何映射变换 6.5 重采样算法 第七章目标图像亚像素定位技术第八章图像测量软件 (多媒体介绍 第九章典型测量系统设计分析9.1 光源设计 9.2 图像传感器设计 9.3 图像处理分析 9.4 图像识别分析 附:教学实验 1、视觉坐标测量标定实验 2、视觉坐标测量的标定方法。 3、视觉坐标测量应用实验 4、典型零件测量方法等。

3 第一章绪论 1.1 概述 人类在征服自然、改造自然和推动社会进步的过程中,面临着自身能力、能量的局限性, 因而发明和创造了许多机器来辅助或代替人类完成任务。智能机器或智能机器人是这种机器最理想的模式。 智能机器能模拟人类的功能、能感知外部世界,有效解决问题。 人类感知外部世界:视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉 眼耳鼻舌身 所以对于智能机器,赋予人类视觉功能极其重要。 机器视觉:用计算机来模拟生物(外显或宏观视觉功能的科学和技术。 机器视觉目标:用图像创建或恢复现实世界模型,然后认知现实世界。 1.2 机器视觉的研究内容 1 输入设备成像设备:摄像机、红外线、激光、超声波、 X 射线、 CCD 、数字扫描仪、超声成像、 CT 等 数字化设备 2 低层视觉(预处理 :对输入的原始图像进行处理(滤波、增强、边缘检测 ,提取角点、边缘、线条色彩等特征。 3 中层视觉:恢复场景的深度、表面法线,通过立体视觉、运动估计、明暗特征、纹理分析。系统标定

视频检测技术的应用领域

视频检测技术的应用领域 1.视频车辆检测与视频流车牌识别 视频流车牌识别：如果车牌的检测采用视频检测方式．那么与检测相比，车牌的分割与字符识别消耗的系统资源相对较少，因此可以对每一块车牌都进行切割和识别，输出带整牌识别可信度参数的识别结果。通过对同一辆车在监控视频流中出现过的所有车牌识别结果的二次分析，有效提高识别设备的识别率和抗干扰能力。通过对识别结果的可信度进行分析，监控检测的精度，在检测与识别模块中形成反馈，不断修正检测与跟踪的中间结果，使之准确性及效率都大为提高。 2.收费站派对长度测量的视频检测技术 通过视频检测技术测量收费站的车辆排队长度，以及当排队长度超过阈值时自动报警。 3.视频检测器实时检测交通事故 通过视频检测器对现有闭路电视监视系统中的摄像机视频信号作出处理，实现对全路段的车辆数据进行检测，从而实现对高速公路车辆事故的实时检测。4.视频检测技术在智能交通系统中的应用 图像和视频技术已经广泛应用于新一代智能交通系统中。人工智能和计算机视觉技术使系统的判定更可靠、算法更优化。硬件技术的发展使人们可以获得更高质量的图像，并为系统的实时性提供了保证。采用视频技术就是让人的视觉来占主导地位，让管理者看得见现场，然后，以自动或人工辅助的形式作分析、下决定。 5.视频检测技术在闯红灯抓拍系统中的应用 采用视频检测技术作为闯红灯抓拍系统的违章车辆检测方式，对改善市内交通，减少交通事故的发生起了重要作用。 6.视频检测技术在流量采集中的应用 视频检测器是一款将摄像机及视频检测器集成于一体的交通视频检测器产品,它具有车辆存在检测及交通数据采集功能。通过软件界面,可按照车道设置多个交通数据检测区域,嵌入式视频检测软件检测各个区域通过的车辆，检测系统具有连续检测车辆存在、交通数据及监控交通流功能。

测量数据处理与计量专业实务

一级计量师考试（测量数据处理与计量专业实务）复习要点:测量误差的处理1 各种估计方法的比较 贝塞尔公式法是一种基本的方法，但n很小时其估计的不确定度较大，例如n=9时，由这种方法获得的标准偏差估计值的标准不确定度为25%，而n=3时标准偏差估计值的标准不确定度达50%，因此它适合于测量次数较多的情况： 极差法使用起来比较简便，但当数据的概率分布偏离正态分布较大时，应当以贝塞尔公式法的结果为准。在测量次数较少时常采用极差法： 较差法更适用于频率稳定度测量或天文观测等领域。 一级计量师考试（测量数据处理与计量专业实务）复习要点:异常值的判别和剔除什么是异常值 异常值(abnormal value)又称离群值(outlier)，指在对一个被测量的重复观测中所获的若干观测结果中，出现了与其他值偏离较远且不符合统计规律的个别值，它们可能属于来自不同的总体，或属于意外的、偶然的测量错误。也称为存在着“粗大误差”。例如：震动、冲击、电源变化、电磁干扰等意外的条件变化、人为的读数或记录错误，仪器内部的偶发故障等，可能是造成异常值的原因。 如果一系列测量值中混有异常值，必然会歪曲测量的结果。这时若能将该值剔除不用，就使结果更符合客观情况。在有些情况下，一组正确测得值的分散性，本来是客观地反映了实际测量的随机波动特性，但若人为地丢掉了一些偏离较远但不属于异常值的数据，由此得到的所谓分散性很小，实际上是虚假的。因为以后在相同条件下再次测量时原有正常的分散性还会显现出来，所以必须正确地判别和剔除异常值。 在测量过程中，记错、读错、仪器突然跳动、突然震动等异常情况引起的已知原因的异常值，应该随时发现，随时剔除，这就是物理判别法。有时，仅仅是怀疑某个值，对于不能确定哪个是异常值时，可采用统计判别法进行判别。 一级计量师考试（测量数据处理与计量专业实务）复习要点:测量误差的处理2 算术平均值的应用 由于算术平均值是数学期望的最佳估计值，所以通常用算术平均值作为测量结果。当用算术平均值作为被测量的估计值时，算术平均值的实验标准偏差就是测量结果的A类标准不确定度。 一级计量师考试（测量数据处理与计量专业实务）复习要点:最大允许误差的表示形式1 计量器具又称测量仪器。(测量仪器的)最大允许误差(maIilnn permLsibl eerrors)是由给定测量仪器的规程或规范所允许的示值误差的极限值。它是生产厂规定的测量仪器的技术指标，又称允许误差极限或允许误差限。最大允许误差有上限和下限，通常为对称限，表示时要加±号。 最大允许误差可以用绝对误差、相对误差、引用误差或它们的组合形式表示。 1.用绝对误差表示的最大允许误差 例如，标称值为1Ω的标准电阻，说明书指出其最大允许误差为±0.01Ω。即示值误差的上限为+0.01Ω，示值误差的下限为-0.01Ω，表明该电阻器的阻值允许在0.99Ω～1.01Ω范围内。一级计量师考试（测量数据处理与计量专业实务）复习要点:测量复现性的评定测量复现性是指在改变了的测量条件下，同一被测量的测量结果之间的一致性。改变了的测量条件可以是：测量原理、测量方法、观测者、测量仪器、计量标准、测量地点、环境及使用条件、测量时间。改变的可以是这些条件中的一个或多个。因此，给出复现性时，应明确说明所改变条件的详细情况。 例如在实验室内为了考察计量人员的实际操作能力.实验室主任请每一位计量人员在同样的条件下对同一件被测件进行测量，将测量结果按式(3-13)计算测量结果的复现性。此时

工程测量技术的发展现状和展望

工程测量技术的发展现状与展望 简介:工程测量学科就是一门应用学科,它就是直接为国民经济建设与国防建设服务,紧密与生产实践相结合的学科,就是测绘学中最活跃的一个分支学科。工程测量有着悠久的历史,近20年来,随着测绘科技的飞速发展,工程测量的技术面貌发生了深刻的变化,并取得很大的成就。 关键字:工程测量,技术,发展,现状,展望 前言工程测量学科就是一门应用学科,它就是直接为国民经济建设与国防建设服务,紧密与生产实践相结合的学科,就是测绘学中最活跃的一个分支学科。工程测量有着悠久的历史,近20年来,随着测绘科技的飞速发展,工程测量的技术面貌发生了深刻的变化,并取得很大的成就。主要原因有:一就是科学技术的新成就,电子计算机技术、微电子技术、激光技术、空间技术等新技术的发展与应用,以及测绘科技本身的进步,为工程测量技术进步提供新的方法与手段;二就是改革开放以来,城市建设不断扩大,各种大型建筑物与构筑物的建设工程、特种精密建设工程等不断增多,对工程测量不断提出新的任务、新课题与新要求,使工程测量的服务领域不断拓宽,有力地推动与促进工程测量事业的进步与发展。随着传统测绘技术向数字化测绘技术转化,面向21世纪的我国工程测量技术的发展趋势与方向就是:测量数据采集与处理的自动化、实时化、数字化;测量数据管理的科学化、标准化、规格化;测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化。GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进地面测量仪器等将广泛应用于工程测量中,并发挥其主导作用。 工程测量就是具有悠久历史的既古老又年轻的应用科学与技术,它研究与服务范围贯穿在现代工程建设与国防建设的规划与运营的整个过程中。随着当代科学技术的进步,尤其就是微电子技术、激光技术、计算机技术、空间技术、网络与通信技术的飞速发展与应用,极大地推动了整个测绘科学技术的发展,从理论体系到应用范围都发生了巨大的变化与进步,亦为工程测量学科的理论与技术的发展提供了坚实的基础。 改革开放以来,大规模的经济建设与国防建设的发展,城市化建设进程的加快,各种高、大、重、深、特的工程建设不断增多,这些都向工程测量提出了新的

水深测量数据采集与处理系统技术规定

水深测量数据采集与处理技术要求 Technical requirement for the bathymetric data collection and processing JT/T 701 —2007 1范围本标准规定了水深测量的系统配置、测前准备、数据采集、数据处理、资料的检查 验收和资料汇交等技术要求。 本标准适用于采用水深数据自动化采集系统进行的沿海港口航道水深测量。本标准不包括多波束测深设备的测量技术要求。 2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期 的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然 而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的 引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB 12319 中国海图图式 GB 12327 海道测量规范《沿海港口、航道测绘产品质量检查验收办法及质量评定标 准》（交通部海事局） 3总则 3.1平面坐标采用国家统一规定的坐标系，其与地心坐标系的关系采用国家统一使用的转 换参数或满足 GB 12327精度要求的区域性转换参数。 3.2高程采用国家统一规定的国家高程基准，远离大陆的岛、礁，其高程基准可采用当地 平均海面。 3.3深度基准面采用理论最低潮面，深度基准面从当地平均海面起算；一般情况下，它应与 国家高程基准进行联测。深度基准面一经确定并正式采用，一般不得变动。 3.4测图采用高斯 -克吕格投影，大于 1:5,000 比例尺测图采用 1.5 °带投影，大于（含） 1:10,000 比例尺测图采用 3°带投影，小于 1:10,000 比例尺测图采用 6°带投 影，小于（含） 1:50,000 比例尺测图可采用墨卡托投影，并以测区的中央纬度作为基准纬线。 3.5直接用于沿海港口航道水深测量的最低平面控制基础应采用 GPSE 级点，或等同于该等 级点的控制点。 3.6工作水准点与主要水准点之间的高差, 按四等水准测量要求，工作前后各测定一次。验 潮站的 水尺至工作水准点之间的高差可用等外水准测定。 3.7水深测量定位中误差：大于 1:5,000 比例尺测图时，应不大于图上 1.5mm；小于 （含） 1:5,000 大于（含） 1:100,000 比例尺测图时，应不大于图上 1.0mm；小于 1:100,000 比例尺测图时，应不大于实地 100m。 3.8图式符号按 GB 12319 执行。 3.9水深测量的标准图幅尺寸为：

现代工程测量技术发展与应用

现代工程测量技术发展与应用 摘要：现代测量技术的发展与完善是我国工程测量技术发展过程中一次质的飞跃。文章从现代工程测量技术的发展特点入手，简单论述了当前阶段工程测量技 术的研究与发展方向，然后从卫星定位、变形监测以及摄影测量技术等角度具体 阐述现代工程测量技术的应用，希望能为我国现代测量技术的发展提供一些参考。关键词：现代；工程测量技术；发展；应用 我们都知道如今全世界都进入了一个信息科技的时代，这属于第三次科技革命时代，而 随着科技革命时代的到来，许多高新技术行业得到了快速发展，并且一些传统行业也在不断 地与信息科技相互结合，从而达到一个更理想的状态。而现代社会中工程测量技术就是其中 之一，它合理地利用了计算机信息技术和卫星技术，使得测量标准越来越规范化。在现代化 的过程中，要想将工程进展得顺利，那么工程的施工质量是十分重要的，而工程质量直接受 到测量精度的影响。我国的现代化建设的不断发展，建筑施工工程的需求也会越来越多，所 以要想提高工程工作的效率，并且适应当今社会的发展，那么新的技术水平的发展是必不可 少的，其中工程测量技术就是比较重要的一类。 1.现代工程测量技术的主要特征 随着科技的进步发展，近年来我国工程测量技术发展非常迅速，工程测量技术和GPS测 量技术、摄影测量技术、地面测量仪器等的融合使工程测量水平更加提高。（1）运用先进 的地面测量仪器，它使测量技术的工具更加超前，方式更加灵活多样，促进了工程测量向自 动化、现代化迈进，地面测量仪器大大降低了工作人员测量工作量，同时设备的精确性也避 免了人工计算发生的错误。（2）GPS测量技术，运用这项技术能合理利用每一种资源，大大 降低人力、物力、财力的消耗，而且它定位的准确性较高，测量时间短，操作流程简单，能 实现自动作业，另外它还可以提供立体的三维坐标。这些优势大大提高了测量效率，提高了 测量的准确性。（3）影像测量技术，其可以充分利用被测区来提供三维信息，依据多种像 控点在被测区实行影像拍摄，利用计算机提取影像，运用这种方法能快速和便捷地拿到测量 结果，提高测绘效率。 2.现代工程测量技术的发展现状 时代在不断地进步，科学技术的发展也顺应了时代发展的需要，尤其是近三十年来，我 国的建筑工程行业发展迅猛，而随着科学技术的进步，工程测量技术也得到了快速的发展， 尤其是各项工程的测量方面的设备和技术都已经有了巨大的变化，传统的光学测量仪器已经 不再被大家广泛使用了，计算机技术的发展，让工程测量技术的研发人员有了新的方向，人 们发现将计算机技术与工程测量技术相结合运用，使工程测量技术无论是在准确度上还是在 精确度上都有了很大的提高，而且，不仅如此，现代的工程测量技术让现如今复杂的城市建 筑环境或者是地理环境的测量，从不可能变为了可能，原始的测量技术之所以被淘汰也是因 为它已经不能满足现如今的社会发展的环境，而现代的工程测量技术就可以进行复杂的环境 测量，而且准确度和精度都更高，大大地减少了工作人员的工作量，而且效率也更高了。现 代化的工程测量技术为测量领域指出了正确的方向，也为我国的建筑行业提供了更多便捷， 更是为我国的社会化建设作出了重要的贡献。 3.现代工程测量技术的应用 3.1卫星定位测量技术及其应用 简单来说，卫星定位测量技术就是GPS技术与测量技术的结合，借助于GPS系统强大的 精确定位能力，能够在确保精准度的同时，有效实现工程测量以及地形测绘等项目的动态测量。卫星定位测量技术应用于工程测量中具有高效率、高精度、全天候以及成本低的特点， 其研究与应用，改变以往传统的人工测量方式，无论是精准度、可靠度还是测量效率，都较 传统工程测量技术有了大幅度的提升。同时，随着国内外先进卫星导航定位技术的发展，GPS系统的数量和质量都在稳步提升，先进的数据处理体系也在不断的改进与完善之中。此外，RTK技术与网络RTK技术在工程测量领域的应用，如GPS技术与RTK技术的联合，全站 仪与RTK技术的联合，促使现代工程测量技术的不断向着信息化、数字化发展，为工程建设 甚至经济建设提供了技术保障。