车辆空间尺寸三维测量方法探索
双目相机 测量 物体 长宽高信息 方法
双目相机测量物体长宽高信息方法双目相机测量物体长宽高信息的方法是一种常用的计算机视觉技术，可以实现对三维物体的精确测量。
下面将介绍双目相机测量物体长宽高信息的原理、步骤和应用。
1.双目相机测量原理双目相机是指由两个摄像头组成的成像系统，模拟了人眼的视觉感知机制。
通过左右眼看到的不同视角，可以获取到三维物体的深度信息。
利用双目视觉测量方法，可以计算出物体的长、宽和高等几何尺寸。
2.双目相机测量步骤（1）相机标定：在进行测量之前，需要先对双目相机进行标定。
相机标定是通过拍摄一组已知尺寸的校准板图像，利用相机内参和外参的确定来建立相机的坐标系和世界坐标系之间的关系。
（2）图像获取：在标定完成后，需要拍摄待测物体的左右视角图像。
通过两个摄像头同时拍摄同一物体的不同视角，形成左右图像对。
（3）图像匹配：采用特征点匹配的算法，对左右图像进行匹配，找出对应的特征点。
常用的特征点匹配算法有SIFT、SURF等。
（4）三维重建：通过匹配得到的特征点对，可以计算出左右图像之间的对应关系，进而确定物体在三维空间中的位置。
根据三角测量原理和相机标定参数，可以得到每个特征点的三维坐标。
（5）尺寸测量：在得到物体的三维坐标后，可以通过计算两个特征点之间的距离，来确定物体的长、宽和高等尺寸信息。
3.双目相机测量应用双目相机测量方法可以广泛应用于工业领域和机器人领域：（1）3D视觉检测：双目相机能够提供高精度的三维尺寸数据，可以在无人机、智能手机、电视等产品的生产过程中进行3D视觉检测，实现自动化检测目标的尺寸精度，提高生产效率。
（2）物流仓储：双目相机可以用于快速测量物体尺寸，可以应用于物流仓储行业中的自动分类、计量等环节，提高物流效率。
（3）机器人导航：双目相机可以提供环境的三维深度信息，可以用于机器人的自主导航和障碍物避障，提高机器人的智能化程度和安全性。
总结：双目相机测量物体长宽高信息的方法通过利用左右视觉图像的深度差异，以及相机标定提供的几何参数，可以实现对物体的精确测量。
三坐标全跳动测量方法
三坐标全跳动测量方法三坐标全跳动测量方法是一种用于测量物体在三维空间中位置和形状的方法。
它可以精确地测量物体的尺寸、距离、角度和曲率等参数，广泛应用于制造业、工程建筑、地质勘探和生物医学等领域。
本文将介绍三坐标全跳动测量方法的原理、设备和应用。
三坐标全跳动测量方法的原理是基于三角测量的原理。
它通过三个互相垂直的坐标轴，即X轴、Y轴和Z轴，测量物体在三个轴上的位移来确定物体在三维空间中的位置。
在测量过程中，通过移动和旋转测量装置，可以获取物体各点的坐标信息，从而得到物体的尺寸和形状参数。
三坐标全跳动测量方法使用的设备主要有三坐标测量机和相关的测量工具。
三坐标测量机是一种高精度的测量设备，它可以通过机械和光学原理来测量物体的尺寸和形状。
测量机上配备的测量工具可以根据需要进行更换，以便于不同类型的测量任务。
在进行三坐标全跳动测量之前，需要进行仪器的校准。
校准过程主要包括基准球的安装和坐标系的建立。
基准球是一个已知尺寸和形状的球体，它用来检查测量机的准确度和稳定性。
建立坐标系是为了确保测量结果的准确性和可靠性。
在实际测量时，首先需要将待测物体放置在测量机的工作台上，并固定好。
然后，通过移动测量工具和滑台的方式，对物体的不同点进行测量。
在测量过程中，需要注意保持测量工具和滑台的稳定性，避免影响测量结果。
测量完成后，可以通过计算和分析测量数据，得到物体的尺寸和形状参数。
常见的测量参数包括长度、角度、直径、曲率等。
根据需要，还可以进行数据处理和图形显示，以便于对测量结果进行进一步的分析和应用。
三坐标全跳动测量方法具有非接触、无损、高精度和高效率等特点，可用于测量各种形状和材料的物体。
它在制造业中广泛应用于产品质量控制、零件加工和装配等环节。
在工程建筑中，可以用于测量地形、建筑结构和道路等。
在地质勘探中，可以用于测量地貌、地震活动和地下水位等。
在生物医学中，可以用于测量人体器官和组织的形状和结构。
总之，三坐标全跳动测量方法是一种精确测量物体位置和形状的方法，具有广泛的应用前景。
三坐标检测原理与方法
三坐标检测原理与方法三坐标检测是一种精密的测量方法，通常用于测量复杂形状的物体的尺寸、形状和位置。
下面是关于三坐标检测原理与方法的50条详细描述：1. 三坐标检测是一种基于坐标轴的测量方法，通常采用X、Y、Z三轴的坐标系统来描述物体的位置和形状。
2. 三坐标检测的原理是利用测头在三维空间内移动，通过测量目标物体上的多个点来获取物体的三维坐标信息，从而完成对物体的尺寸和形状的测量。
3. 三坐标检测的方法包括机械式、光学式和触发式等多种不同的技术手段。
4. 机械式三坐标检测是通过精密的机械结构和控制系统来实现对物体的三维坐标测量，通常精度较高。
5. 光学式三坐标检测是利用光学投影和成像技术，通过相机或激光扫描仪等设备对目标物体进行三维坐标测量。
6. 触发式三坐标检测是利用机械触发装置，通过机械接触或接触式传感器来获取目标物体的三维坐标信息。
7. 三坐标检测的精度通常可以达到亚微米级别，适用于高精度的工件测量和质量控制。
8. 三坐标检测可以用于测量各种形状的物体，包括曲面、孔径、螺纹等复杂结构。
9. 三坐标检测通常需要配备专用的三坐标测量机或设备，具备高精度的测量系统和稳定性的机械结构。
10. 三坐标检测可以结合计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)系统，实现对物体尺寸和形状的数字化测量和分析。
11. 三坐标检测的核心是测头的运动控制和数据采集系统，通过精密的控制和采集设备来实现对物体的精确测量。
12. 三坐标检测可以实现对物体的全尺寸测量，包括长度、宽度、高度、角度、曲率等多种几何尺寸的测量。
13. 三坐标检测可以应用于多种行业领域，包括汽车制造、航空航天、机械加工、医疗器械等各种领域。
14. 三坐标检测的测量精度和效率受到测头精度、机床刚性、环境温度等多种因素的影响，需要通过定期校准和维护来保持稳定的精度。
15. 三坐标检测通常需要对测头进行校准和标定，以确保测头测量的准确性和稳定性。
课件-4-1学习车身数据图的识读
图4-1-8 三维测量的宽度基准面
使用通用测量系统让找中心面时，要在车身中部 没有变形的部位找到两个测量孔，将底部测量头对准 要测量的孔，通过尺上的宽度读数可以知道两个孔到 中心线的宽度，调整米桥尺（有时可能需要调整车辆 的中心面与测量系统中心面对齐），。直到两个宽度 读数相同并与标准数值一致。再找另外两个测量孔， 重复以上操作，通过两队左右对称的测量孔就能把车 辆的中心面找到。
车身数据图的识读
授课教师--徐 诞
知识目标：
1、熟悉汽车车身的各项基本尺寸； 2、掌握车身尺寸三维测量的基本原理； 3、掌握车身测量的方法。
能力目标：
结合所学内容，能够正确地进行车身数据图的识读。
建议学时：
4学时
车身的测量工作是车身修复程序中必须进行的操作， 事故车的损伤评估、校正、板件更换及安装调整等工序都 要用到测量工作。为保证汽车使用性能良好，总成的安装 位置必须正确，因此在修复后要求车身尺寸配合公差不能 超过3mm。
图4-1-5 车身控制点的基本位置
图4-1-6 车身按控制点分布
由于车身设计和制造是以这些控制点左位组焊和 加工的定位基准。这些控制点实在生产工艺上留下来的 基准孔，同样可以作为车身测量时的定位基准。此外， 汽车各主要总成在车身上的装配连接部位，也必须作为 控制点来对待。因为，这些装配连接部位的位置都有严 格的尺寸要求，这对汽车各项技术性能的发挥有着十分 重要的影响。例如：汽车前悬架支承点的位置正确与否， 会直接影响前轮定位角和汽车的轴距尺寸，发动机支承 点与车身控制点的相对位置，则会影响到发动机和传动 系统的正确装配，如有偏差，会造成异响甚至零件损坏。
要将车身的尺寸恢复到标准值，对原车的尺寸掌握 是最基本的。如果没有原车车身的尺寸数据，对测量来说 会有很大的难度，后续的车身修复也是不准确的。这样对 修复后汽车的各项性能产生一定的影响。所以在进行车身 测量和调整之前，掌握车身数据知识是十分必要的。
三维数据测量技术
三维数据测量技术现状
三维测量技术的分类
目前已有的三维测量技术比较多，原理也各不相同。绝大多数都是基于光 学 、声学 、电磁学以及机械接触原理的测量方法。
又根据是否接触被测物体，可以将三维测量技术分为接触式测量和非接触 式测量这两大类。
三目立体视觉法与 提高双目自动匹配的可靠性和降
多目立体视觉法
低双目匹配的难度，
谢谢
恳请老师批评指正！
机通过激光跟踪仪获得的位置信息快速定位测
笔，并通过 CCD相机获取目标靶点的图像，计
算机根据图像计算出目标靶点的空间位置，并 结合激光跟踪仪测得猫眼的位置计算出测量头
瑞士 Leica 公司的三维坐标测量系统 T-Probe
的空间位置。
激光线三维扫描测量仪
激光线三维扫描测量仪是一种基于线激光投射和三角测量原理的非接触式测量 设备。 它在测量过程中将一个条状激光束投射至被测物体表面，并使用 CCD 相机接受 其反射光束，然后根据三角测量原理获得三维坐标数据。
接触式 “测头直接与零件表面接触”
三维测量技术
基于“力-变形”原理的触发式测量
非接触式 “间接获得”，基于磁场、光学、超声波等ຫໍສະໝຸດ 理模拟量接触式三维测量技术
典型的接触式测量设备是三坐标测量机（CMM）和关节臂测量机。
上图关节臂测量机
关节臂测量机
优点：
1）机械结构简单； 2）运动灵活，测量范围大； 3）便携性好等特点。
单目视觉法
只采用一个摄像机，与双目视觉方法相 比，结构简单，摄像机的标定也较为简 单，可以对不同深度的多个目标测距。
三维激光测量技术的原理与使用方法
三维激光测量技术的原理与使用方法激光测量技术是一种高精度、高效率的测量方法，在工业生产、建筑设计以及科学研究中被广泛应用。
其中，三维激光测量技术作为激光测量技术的一种重要形式，具有更高的精确度和全面性。
本文将介绍三维激光测量技术的原理与使用方法。
一、三维激光测量技术的原理三维激光测量技术是通过测量物体与激光束的相互作用来确定物体表面的点坐标，进而建立物体的三维坐标系统。
其基本原理可以概括为以下几点：1. 激光测距原理：三维激光测量技术主要是基于激光测距原理实现的。
激光器发出的激光束照射到物体上，激光束被物体表面反射后再由激光接收器接收。
通过测量激光束的往返时间，并结合光速的知识，可以计算出激光束从发射到接收的时间，从而得到物体表面的点到激光器的距离。
2. 多点定位原理：三维激光测量技术的另一个重要原理是多点定位原理。
通过在物体表面上布置多个接收器，可以同时接收到多个反射激光束，从而确定物体表面的多个点的坐标。
而通过这些点的坐标，可以建立起物体的三维坐标系统。
3. 反射率校正原理：物体表面的反射率对激光测量结果有一定的影响。
在进行激光测量时，常常需要对物体表面的反射率进行校正，以得到更准确的测量结果。
一般来说，物体表面越光滑，其反射率就越高，对激光的反射也就越强。
二、三维激光测量技术的使用方法三维激光测量技术在实际应用中有多种方法和步骤，可以根据具体需求选择不同的使用方式。
1. 扫描法：三维激光测量技术可以通过扫描法获取目标物体表面的三维信息。
首先，在测量区域内设置扫描器和接收器，扫描器会以一定的速度扫描整个区域，同时记录接收到的反射激光束信息。
然后，将接收到的数据进行处理和分析，得到物体表面各个点的三维坐标数据。
2. 三角测量法：三角测量法是三维激光测量技术中常用的一种方法。
在进行测量之前，确定基准点和测量点的坐标，通过测量激光束与基准点和测量点的夹角，以及激光束与基准点之间的距离，可以利用三角函数计算出测量点的三维坐标。
SAE J1100 JUL2002机动车辆尺寸
SAE J1100 JUL2002——机动车辆尺寸1.范围——此SAE工业标准为汽车尺寸定义了一系列测量方法和标准程序。
这些尺寸主要为了评估在设计环境中（例：CAD）车辆的设计目的。
所有标准中的尺寸可以以此测量。
除此之外，一些尺寸可以从实际车辆中获得。
如果尺寸在物理属性状态下测得，值的一些偏差是可以预见的。
所以要仔细区分设计目的尺寸和物理状态下所得的尺寸。
除非另有说明，所有的尺寸测量都是垂直于三维参考系统（见SAE J182），除了地面相关尺寸是垂直于地面。
所有的尺寸都是在汽车空载状态下测得，除非另有说明。
所有的尺寸从基本车辆上测得，不包括正常生产选择（RPO）或附件，除非另有说明。
尽管许多术语和尺寸使用了人体身上的部位名称，但它们不能被解释成显示占用者的设备、性能或舒适度的衡量方法。
2.参考2.1应用出版物——以下出版物在这里的某种程度上形成了此规格的一部分。
除非另有说明，SAE出版物的最新版本将被应用。
2.1.1 SAE出版物——Available from SAE,400 Commonwealth Drive,Warrendale,PA,15096-0001。
SAE J182——机动车辆标准号SAE J287——驾驶员手部控制区域SAE J826——定义和测量汽车座椅的使用设备SAE J941——机动车辆驾驶员眼睛范围SAE J1052——机动车辆驾驶员和乘客头部位置SAE J1516——设备工具参考点SAE J1517——选择驾驶员座椅位置2.1.2 ISO 出版物——Available ANSI ,NY 10036-8002.ISO 3832——乘用车——测量参考体积的方法。
2.2 相关出版物——以下提供的出版物仅作信息目的，并不是此规格的要求部分。
2.2.1 ISO出版物——Available from ANSI,25 West 43rd Street,New York,NY 10036-8002。
三坐标测量的检测流程
三坐标测量的检测流程介绍三坐标测量是一种精确测量物体形状和尺寸的方法，能够测量三维空间中的点、直线、平面等几何元素的位置和尺寸，并通过与设计数据进行比较，判断被测物体的加工精度是否达到要求。
本文将详细介绍三坐标测量的检测流程及其重要步骤。
三坐标测量的重要步骤三坐标测量的检测流程包括以下重要步骤：1. 准备工作在进行三坐标测量之前，需要进行准备工作。
准备工作包括选择合适的测量仪器，并对仪器进行校准和调整；确定被测物体的测量方案，包括选择合适的夹具、确定测量方向和测量顺序等。
2. 定位与夹紧被测物体在进行测量之前，需要将被测物体准确地定位到三坐标测量设备上，并使用夹具夹紧，以确保被测物体在测量过程中不会出现位移或变形。
3. 创建测量程序根据被测物体的形状和尺寸要求，需要在三坐标测量设备上创建测量程序。
测量程序包括选择合适的测量点，确定测量方式（如点测量、线测量、面测量等），设置测量参数等。
4. 进行测量完成测量程序的设置后，可以开始进行测量。
根据测量程序的指示，三坐标测量设备会自动移动测头进行测量，记录被测物体上各个测量点的坐标。
5. 数据分析测量完成后，需要对测量数据进行分析。
分析包括计算测量点之间的距离、角度、曲率等参数，与设计数据进行比较，判断被测物体的加工精度是否达到要求。
6. 结果评估与报告输出根据测量数据的分析结果，评估被测物体的加工精度，并生成测量报告。
报告中应包括被测物体的尺寸偏差、形状偏差等参数，以及对于加工精度是否符合要求的评价。
三坐标测量的注意事项在进行三坐标测量时，需要注意以下事项：1. 环境条件三坐标测量设备对环境条件要求比较高，需要在恒温、干燥、无震动的环境下进行测量，以保证测量的准确性。
2. 测量仪器的精度选择合适的测量仪器非常重要，仪器的精度应与被测物体的要求相匹配，以确保测量结果的准确性。
3. 夹具的准确性夹具的准确性直接影响被测物体的定位和测量结果。
夹具应具有足够的刚性和稳定性，且能够确保被测物体的几何形状和尺寸不受影响。
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车辆空间尺寸三维测量方法探索
发表时间：
2018-12-20T09:44:27.960Z 来源：《基层建设》2018年第33期 作者： 刘冠男 李小军 沈建国
[导读] 摘要：本文主要介绍如何采用先进测量仪器以及辅助工装，实现车辆三维空间尺寸的高精度测量，填补车体生产制造中空间尺寸检
测手段的空白。
长春轨道客车股份有限公司 客车制造中心 吉林长春 130062
摘要：本文主要介绍如何采用先进测量仪器以及辅助工装，实现车辆三维空间尺寸的高精度测量，填补车体生产制造中空间尺寸检测
手段的空白。本文通过设计制作专用测量辅助工装、取点投影、建立坐标系、定点测量、选择最佳拟合、跳转设备、继续采点等一系列措
施手段，经过现车验证，获得车辆空间尺寸的测量数据，为后工序的调修、组对、机械加工提供了准确数据支撑。
关键词：空间尺寸；三维测量；低地板城铁；精度
1
概述
随着科技的不断发展，以及城铁车技术要求的不断提高，精确测量技术的作用显得日益重要，这对产品精度质量提出了更高的检测要
求。
100%低地板立体底架钢结构组焊后的三维空间尺寸测量采集工作对我们提出了严峻的考验。经过调研、策划，公司配置了精确测量设
备
——FARO ARM测量臂。但是只拥有先进的设备是不够的，我们通过对车辆结构的细致研究和功能性分析制定了测量辅助工装、测量定
位基准、坐标系转换、数据采集实现等方法。实现了立体底架钢结构铰接座间距、枕梁与空气簧座相对尺寸、端侧拉铆面倾斜角度等的测
量，同时实现了数据误差显示、对比，较大幅度提高了现车检测水平，为车辆三维空间尺寸的精确测量提供了范例。此项技术陆续推广应
用在了美国波士顿项目激光焊工装弧形的高精度测量和悉尼双客底架端部机加前测量。
2
测量设备及测量方法的研讨
2.1
数字化测量设备的简介
工作原理介绍：
测量臂采用光栅码盘来记录探头任意姿态时的转角。通过固定的臂长与实时变化的角度的记录可以换算出探头在任意点位置的坐标
值。在轴上的温度传感器及补偿系统，可以保证在环境温度下稳定测量。通过现场对探头进行校准，来修正更换探头所引起的误差。
2.2
测量数据的准备
图二：探针补充示意图
专用测量辅助工装：制作专用支撑工装将已经组焊并调修完成的底架钢结构调平，等待测量。
基准确立：使用ARM测量臂时，需要考虑已什么为基准，怎样设置测量点，以及如何将不同位置的检测对象统一到一个系统中进行比
较等问题。经过多次试验论证，我们决定通过建立统一坐标系和设备跳转的方式来解决以上问题，将单个独立位置点变成我们有用的测量
元素，且能通过统一的坐标系实现所有测量位置点的数据分析。
探针补偿：由于测量臂探头采用直径为3mm球形测量头，在测量时为了得到准确的测量坐标我们必须对探头本身尺寸进行补偿。测量
前需要设置探针补偿值（探头直径），本项目我们使用的是孔补偿方式对探针进行补偿。后续生产实施过程中，如果存在以下三种情况必
须对探针进行补偿：第一，探针拆卸重新安装后；第二，测量环境温度变化较大；第三，较长时间未重新校准。
移动设备：由于本项目车辆分为两种车型NP和MP，长度为5-7m之间，但是测量设备无法实现一次性测量。要想得到我们想要的数据
必须将所有的测量点都放到一个坐标系中，如车长度方向的两个位置点分居车辆两端，无法通过一次设备位置实现车长的测量，二设备每
次移动后，设备均会重新初始化，亦形成一个新的坐标系，这是如果继续进行测量新的测量点会造成数据的混乱，且无法得到所要测量的
元素，这是我们便需要设置移动设备参考特征，使得新坐标系调整到我们第一次初始设置的坐标系，但这样会有一定的误差损失。
2.3
测量方法研讨
坐标系的建立：以架车位旁机加参考定位块为基准建立虚拟基准平面，确定底架钢结构枕梁两侧中心点以及铰接座两端中线点位置，
并向基准平面投影获得建立坐标系的基准点，完成坐标系的建立。
图五：建立坐标系示意图
数据的测量：使用测量臂探头按照下面两张附图上的数据测量点位置，分别对MP和NP车的数值进行测量；由于测量范围的限制，在
进行底架钢结构测量时需要
“蛙跳”，“蛙跳”前使用测量臂测量三个固定蛙跳小球的定位，然后解除吸盘移动设备，再重新测量三个蛙跳小球
的定位，保证测量精度，软件将自动匹配移动后的设备坐标系与原坐标系相同，就可以继续测量剩余点的坐标。
3
结语
本文通过使用Faro Arm设备的三维测量手段，解决了100%低地板立体底架钢结构组焊后的三维空间尺寸测量采集工作，成功的实现
了机加工前钢结构尺寸的精确测量，大幅提高了产品的交检合格率。
作者简介：
姓名：刘冠男；单位：中车长春轨道客车股份有限公司客车制造中心技术部；