Eine Bewegungs plattform mit sechs Freiheits graden (6-DIF) ist ein Kern instrument in Metrologie-und Bewegungs simulations anwendungen. Es ermöglicht eine kombinierte Übersetzung (X, Y, Z) und Rotation (Roll, Pitch, Yaw) im 3D-Raum und ist weit verbreitet in der Kalibrierung der Luft-und Raumfahrt navigation, Schiffs-und Schiffs technik, Robotik. Fahrzeug dynamik und Präzisions bewegungs verifikation.
Ein nationales Metrologie institut führte eine Leistungs bewertung einesMonokulares 6D-MesssystemEntwickelt vonAgile Gerät. Das System integriert aEnthüllerHoch geschwindigkeit kamera Mit einem planar codierten Ziel zur Berechnung der vollständigen 6-DAF-Posenparameter der Bewegungs plattform. Ziel war es, die Genauigkeit zu überprüfen, die Wiederholbar keit der Messung zu bewerten und die Leistung mit anderen gängigen Mess lösungen zu vergleichen.
2.1 Ziel
Überprüfen Sie die Voll parameter messfähigkeit des monokularen 6D-Systems und vergleichen Sie seine Ergebnisse mit zwei alternativen Ansätzen:
Binokulare Seh messung und
Laser-Verschiebung Trägheit sensoren.
2.2 Testobjekt
Eine elektro mechanische 6-DIF-Bewegungs plattform vom Typ Stewart mit:
Positions genauigkeit:0,7mm
Winkel genauigkeit:0,1 °
2.3 Mess prinzip (Mon okular 6D)
DieHoch geschwindigkeit kameraErfasst das planare Ziel, das auf der sich bewegenden Plattform montiert ist.
Verwendung:
Die bekannten 2D/3D-Koordinaten von Merkmals punkten (Z = 0-Ebene),
Eigen kalibrierung der Kamera in Echtzeit unter Verwendung eines Schachbrett musters,
Pixel-Level-Feature-Extraktion,
Das System löst die sechs Pose-Parameter der Plattform (X, Y, Z, Roll, Pitch, Yaw).
Aus der wieder hergestellten Flugbahn werden Geschwindigkeit, Beschleunigung, Winkel geschwindigkeit und Winkel beschleunigung weiter abgeleitet.
2.4 Methode
Ein Vergleichs test wurde durchgeführt:
Methode | Beschreibung |
Monocular 6D (Revealer Hoch geschwindigkeit kamera) | Haupt bewertungs ziel |
Binokulare Vision | Traditioneller Photo gramme trie ansatz |
Laser-Trägheit sensoren | Herkömmliche Verschiebung beschleunigung methode |
2.5 Ausrüstung
Revealer monokulares 6D-Messsystem
O 2560 × 2016 @ 2000 fps Hoch geschwindigkeit kamera
O 6-DoF Posen lösungs software
O Planares Kooperations ziel
Zusätzliche Geräte für binokulare und Laser-INS-Vergleich.
Schritt 1: Ziel installation
Ein benutzer definiertes planares Ziel wurde auf der Bewegungs plattform montiert.
Vernier-Bremssättel wurden verwendet, um die Ausrichtung zwischen dem Ziel koordinaten system und dem Plattform koordinaten system sicher zustellen.
Schritt 2: Kamera platzierung
Eine einzigeHoch geschwindigkeit kameraWurde direkt vor der Plattform platziert, so dass das gesamte Ziel im Sichtfeld blieb.
Schritt 3: Echtzeit-Kalibrierung
Die Kamera verzerrung wurde unter Verwendung eines Schachbrett musters für eine genaue monokulare Rekonstruktion kalibriert.
Schritt 4: Koordinieren Sie die Ausrichtung
Der Mess koordinaten rahmen wurde mit dem Plattform steuerungs koordinaten rahmen ausgerichtet, um die Parameter konsistenz sicher zustellen.
Schritt 5: Echtzeit-Mess-& Wiedergabe modus
Während ≤ 5Hz nieder frequente Bewegungen:
Das monokulare System gibt Echtzeit-6-DIF-Daten bei50 fps +.
Für eine hochpräzise Bewertung wurden auch die Aufzeichnung mit hoher Bildrate und die Offline-Wiedergabe analyze unterstützt.
DieEnthüllerMonokulares 6D-MesssystemErfolgreich die komplette 6-DIF-Bewegungstrajektorie der Plattform erfasst. Die gemessene Verschiebung, der Winkel, die Geschwindigkeit, die Beschleunigung und die Winkel beschleunigung erfüllten alle die Anforderungen des Kalibrierung standards.
Die Kreuz validierung wurde durchgeführt unter Verwendung von:
Laser-Verschiebung sensoren (Position) und
Trägheit sensoren (Beschleunigung).
Die Ergebnisse zeigen eine hohe Übereinstimmung und bestätigen, dass die monokulare Mess lösung die Genauigkeit sanford rungen für die 6-DIF-Bewegungskalibrierung erfüllt.
Dieses Experiment hat die Machbarkeit und die Vorteile derAgile Device Revealer monokulares 6D-MesssystemFür Plattform tests mit sechs Freiheits graden.
Schlüssel vorteile
1. Schnelle Bereitstellung in Minuten
Einzel kamera einrichtung; Ein Bediener kann die Installation in ~ 10 Minuten abschließen.
Viel einfacher zu implemen tieren im Vergleich zu binokularen Vision-Systemen.
2. Echtzeit 50 fps + Messung
Ermöglicht die vollständige Prozess visual isierung für nieder frequente Bewegungen.
Benutzer können die Test bedingungen sofort anpassen, ohne sich aus schließlich auf die Nach bearbeitung zu verlassen.
3. Volle dynamische Ausgabe von 18 Parametern
Umfasst Verschiebung, Winkel, Geschwindigkeiten und alle ersten/zweiten Ableitungen.
4. 40% + Kosten senkung
Im Vergleich zu binokularen Systemen sind die Gesamtkosten und Wartungs anforderungen deutlich niedriger.
5. Sub-Millimeter-Genauigkeit
Positions genauigkeit bis zu 0,2mm, Lage genauigkeit ≤ 0,2 °.
Gesamt bewertung
Das Monocular 6D-Messsystem Revealer von Agile Device eignet sich gut für 6-DIF-Bewegungs tests in Metrologie qualität.
Es bietet eine wettbewerbs fähige Alternative zu binokularen Mess aufbauten und herkömmlichen Laser-INS-Kombinationen und bietet gleichzeitig ein starkes Anwendungs potenzial in wissenschaft lichen Forschungs bereichen, darunter:
Schiffs-und Schiffs technik,
Strukturelle Vibrations-und seismische Untersuchungen,
Validierung des Flugs teuerung systems,
Robotik und autonome Navigation.
Die Kombination aus hoher Genauigkeit, einfacher Bereitstellung und reduzierten Kosten weist auf ein starkes Potenzial für eine breite Akzeptanz sowohl in akademischen als auch in industriellen Umgebungen hin.
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